CN101385281A - 用于分配信标信息的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于分配信标信息的方法和设备。包括第一WTRU修改在物理协议数据单元(PHY PDU)帧中的物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息。第一WTRU将修改后的PLCP报头传送到第二WTRU。第二WTRU接收到修改后的PLCP报头并从该修改后的PLCP报头中提取出信标信息。第二WTRU与第一WTRU相关联。

Description

用于分配信标信息的方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信系统，例如无线局域网(WLAN)。更特别地，本发明涉及一种在无线通信系统中分配信标信息的方法和设备。
背景技术
在802.11系统中，站(STA)通过主动或被动扫描的方式与接入点(AP)相关联。在主动扫描中，STA发送探测请求，并且AP用探测响应来响应。在被动扫描中，STA主动地侦听信标。探测响应分组与信标两者都包含相似的信息，例如：时间戳，信标间隔，SSID，所支持的数据率，FH参数，CF参数，DS参数集和容量信息集。在任一种情况中，STA均在接收到信标或探测响应后与AP相关联。
典型地，移动STA通过获得信标信息并且与该信标相关联以连接到新的AP。然而，这个过程耗时可达到几百毫秒的量级，这在特定应用中将是一段非常长的间隙。针对这个问题的一些解决办法建议应该对某一区域中的多于一个AP进行预先验证，从而缩短验证需要的时间。然而，由于信标的周期一般大约为100毫秒，这些解决办法并不会缩短通过信标或探测响应得到信标信息所需要的时间。
典型地，探测请求/响应机制发送多个探测请求信息，并且STA等待来自AP(一个或多个)的响应。因此，收集信标信息本身就会耗时几十毫秒到一百毫秒。这种时间延迟对STA运行的特定应用程序的功能可能是有害的。
因此，提出一种不受常规机制限制的用于分配信标信息的方法和设备将会是非常有益的。
发明内容
本发明旨在一种用于分配信标信息的方法和设备。第一WTRU在物理协议数据单元(PHY PDU)帧中修改物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息。第一WTRU将修改后的PLCP报头传送到第二WTRU。第二WTRU接收修改后的PLCP报头并从修改后的PLCP报头中提取出信标信息。第二WTRU与第一WTRU相关联。
附图说明
参考附图将有助于更好地理解前述发明内容以及下面对本发明优选实施方式的详细描述，在附图中：
图1是现有技术中802.11a OFDM PLCP帧的帧格式；
图2显示了一个典型的无线通信系统，包括多个同等的无线发射/接收单元(WTRU)，使之与本发明相一致；
图3是图2所示的无线通信系统的一对WTRU的原理框图；
图4是与本发明一致的分配信标信息方法的流程图。
图5是可变信息帧的描述，其中含有与本发明相配的可变数据元素；
图6是固定信息帧的描述，其中含有与本发明相配的固定数据元素；
具体实施方式
下文涉及的术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括，但并不限于用户设备(UE)、移动站(STA)、固定或移动用户单元、寻呼机、无线电话、个人数字助理(PDA)、计算机或者能在无线环境下操作的其他任何一种类型的用户装置。下文涉及的术语“基站”包括但并不限于节点B、站点控制器、接入点(AP)或者能在无线环境下操作的其他任何一种类型的接口设备。
图1是IEEE802.11a PHY协议数据单元(PDU)100的现有技术帧格式。PHY PDU 100包括物理层会聚协议(PLCP)前同步码字段117、信号字段118以及数据字段150。信号字段118包括速率字段111、保留字段112、长度字段113、奇偶字段114以及尾字段115。数据字段150包括服务字段116、PSDU字段120、尾字段130以及填充(pad)比特字段140。速率字段111、保留字段112、长度字段113、奇偶字段114、尾字段115和服务字段116组成PLCP报头110。信号字段118和数据字段150都是编码的/OFDM字段。一般来讲，信号字段118提供关于其后数据字段格式的信息，例如：速率、长度以及奇偶性。
虽然本发明的实施例将会在下文进行更加详细的描述，但本发明通常涉及一种通过添加附加字段到PLCP报头来分配信标信息的方法和设备，所述附加字段能够标识出信标信息元素和信息本身。
图2显示了示例的无线通信系统200，包括根据本发明被配置的WTRU210和多个WTRU 220。WTRU 220在本发明的优选实施例中是与WTRU 210进行无线通信的，不管怎样，需要指出的是WTRU 220中的任何两个也可以相互进行无线通信。另外，WTRU 210还可能与外部网络230连接，比如：因特网、公共交换电话网络(PSTN)等等。在本发明的优选实施例中，WTRU210可以是AP。WTRU 210和WTRU 220也可以是在本质上互相类似的。
图3是图2中的无线通信系统200的WTRU 210和WTRU 220的原理框图。如图2所示，WTRU 210与WTRU 220互相进行无线通信，并被配置成根据本发明发射和接收信标信息。应该理解到，任何类型的无线设备都有可能被用来实现这种发射、接收信标信息的方法。
除了能在典型的WTRU中找到的元件之外，WTRU 210还包括处理器215、接收机216、发射机217以及天线218。处理器215被配置成按照本发明分配信标信息。接收机216和发射机217与处理器215相互通信。天线218与接收机216和发射机217通信以便于发射和接收无线数据。另外，处理器215还可连接到外部网络230。
类似地，除了能在典型的WTRU中找到的元件之外，WTRU 220还包括处理器225、接收机226、发射机227以及天线228。处理器225用来按照本发明分配信标信息。接收机226和发射机227与处理器225相互通信。天线218与接收机216和发射机217通信以便于发射和接收无线数据。
图4是根据本发明的分配信标信息方法400的流程图。在本发明的优选实施例中，信标信息通过WTRU 210被分配到WTRU 220，WTRU 220希望附加到WTRU 210上并与该WTRU 210开始传递信息。然而，任何无线器件都可以用来实现这种分配信标信息的方法400。
在步骤410，WTRU 210修改PLCP报头以包含信标信息。WTRU 210包括可变信息帧500中的可变信息和固定信息帧600中的固定信息。
图5是可变信息帧500的描述，该可变信息帧500含有根据本发明的可变数据元素。帧500包括元素ID字段510、长度字段520和服务集标识符(SSID)字段530。
图6是固定信息帧600的描述，该固定信息帧600含有根据本发明的固定数据元素。帧600包括元素字段610和时间戳字段620。一般来讲，可变信息帧500和固定信息帧600是有些类似的。然而，由于可变信息帧500的长度是可变的，则可变信息帧500会包含长度字段520来指定长度。
下面的表1描述了每一个信标信息元素。这些信息元素会被添加到PHYPDU帧100的PLCP前同步码字段117之后以及PLCP报头110之前或之后。在优选实施例中，附加字段会被添加到PHY PDU 110中的PLCP报头110之后，用来标识信标信息元素的存在和信息本身。附加字段可以只有一位，用来指示PHY PDU1 10中信息元素的存在，也可以是多位的，用来指示信息元素的实际类型(例如：表1中的“ID”)。
表1
 
信息元素 ID 所需字节数
时间戳 1 8
信标间隔 2 2
SSID 3 可变
容量 4 2
支持的速率 5 可变
FH参数 6 7
CF参数 7 8
DS参数 8 1
现在参考上面的表1，典型情况下，WTRU 220与WTRU 210之间相关联所需要的信息元素是在信标中发送的。然而，在本发明的一个实施例中，这些信息元素还可以通过WTRU 210来附着到非信标控制、数据分组。信标信息元素一般是在不同的管理、控制和数据分组中单独发送的，例如：时间戳、信标间隔、服务集标识符(SSID)、容量、支持的数据速率、FH参数、CF参数和DS参数。任何其他添加到该信标上的信息元素也会作为分组的一部分而被发送。
这些元素中的一部分是被试图与AP相关联的STA所利用的系统参数。例如，SSID确定基本服务集(BSS)是否相同。FH参数元素为利用跳频物理层的STA提供同步参数，并且CF参数为点坐标函数(CF)操作模式提供参数。DS参数元素为使用直接序列传播谱(DSSS)物理层的STA提供有关信道号标识的信息。
此外，WTRU210可以把这些信息元素添加到物理层报头、媒介接入控制(MAC)层报头之一或作为MAC有效载荷的一部分。在本发明的优选实施例中，在物理层上添加是更优选的，因为这样便可允许这些元素的更低数据率的使用，并能被比已确定地址的WTRU远很多的WTRU 220所接收。举例来讲，当前IEEE 802.11a标准中定义的信号字段可以通过扩展来包括这些信息元素。此外，无论是单个信息元素的一部分，还是完整的信息元素或者几个信息元素，都可以在每一个分组中发送。每个元素还可以与它们自己的循环冗余校验(CRC)一起被发送或与所有元素中最后一个含有CRC的信息元素一起被发送。
由此，每个分组都含有关于它们各自源的信息(例如WTRU 210或WTRU 220)。该信息也可以通过PLCP前同步码117或MAC报头中来发送。例如，PLCO前同步码或MAC报头中的指示符(一个位或一个字段)可以用来确定正在发射的WTRU是否是AP。由此，在WTRU希望与AP相关联的情况下，任何监视传输媒介中的分组的WTRU都能知道所接收的分组是否来自AP。如果WTRU确实希望与AP相关联，WTRU便可对信标信息进行检验。
然后WTRU 210向WTRU 220发送修改后的PLCP帧(步骤420)，所述WTRU 220接收修改后的PLCP帧并从该修改后的PLCP帧中提取信标信息(步骤430)。除了通过信标和探测信号，WTRU 220更希望能从分组中得到WTRU 210的每一信息元素。一旦WTRU 220得到了全部的信息，WTRU 220便能够和WTRU 210相关联(步骤440)。
本发明如期望的一样能够在任何类型的无线通信系统中执行。另外，本发明的特征可以通过软件执行，也可以结合到集成电路(IC)或被配置在包括很多相互连接的元件的电路中实现。此外，WTRU 210和WTRU 220的处理器215/225也可分别用来实行上述方法400的步骤。处理器215/225也可各自利用接收机216/226、发射机217/227、天线218/228来方便无线接收和发射数据。
本发明如所期望的一样能够在任何类型的无线通信系统中执行。举例说明，本发明能在任何类型的802类型系统、OFDM-MIMO或者任何其它类型的无线通信系统的物理层或数据链接层中执行。本发明还可通过软件或硬件的形式来进行无线电资源管理或集成电路上的无线电资源控制，例如：特定用途集成电路(ASIC)、多级集成电路、逻辑可编程门阵列(LPGA)、多级LPGA、分立元件或者集成电路(一个或多个)、LPGA(一个或多个)和分立元件(一个或多个)的组合。
本发明已经通过多种实施例进行了描述，其它包含在本发明范围(如后面权利要求所概括)内的变体对本领域技术人员来讲都是显而易见的。此外，虽然本发明的特征和元素在实施例中以特定的组合方式进行了描述，每一个特征或元素也可单独使用(无须优选实施例的其他特征和元素)或以多种方式选择是否与本发明的其他特征和元素组合使用。
实施例
1、一种在包括多个无线发射/接收单元(WTRU)的无线通信系统中分配信标信息的方法。
2、根据实施例1所述的方法，该方法还包括第一WTRU修改物理协议数据单元(PHY PDU)帧中的物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息。
3、根据前述任一实施例中所述的方法，该方法还包括所述第一WTRU将修改后的PLCP报头发送到第二WTRU。
4、根据前述任一实施例中所述的方法，该方法还包括第二WTRU接收修改后的PLCP报头。
5、根据前述任一实施例中所述的方法，该方法还包括第二WTRU从接收到的修改后的PLCP报头中提取信标信息。
6、根据前述任一实施例中所述的方法，该方法还包括第二WTRU与第一WTRU相关联。
7、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息被包含在非信标控制分组中。
8、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息被包含在数据分组中。
9、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息被包含在管理分组中。
10、根据前述任一实施例中所述的方法，其中PLCP帧包含PLCP前同步码字段。
11、根据前述任一实施例中所述的方法，其中PLCP帧包含信号字段。
12、根据前述任一实施例中所述的方法，其中PLCP帧包含数据字段。
13、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信号字段包含速率字段。
14、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信号字段包含长度字段。
15、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信号字段包含奇偶字段。
16、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信号字段包含尾字段。
17、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述数据字段包含服务字段。
18、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述数据字段包含PSDU字段。
19、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述数据字段包含尾字段。
20、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述数据字段包含填充比特字段。
21、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息包含固定信标信息元素。
22、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息包含可变信标信息元素。
23、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述可变信标信息元素被包含在可变信息帧中。
24、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述可变信息帧包含元素ID字段。
25、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述可变信息帧包含长度字段。
26、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述可变信息帧包含SSID字段。
27、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述可变信息元素包含SSID和支持的速率。
28、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述固定信息元素被包含在固定信息帧。
29、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述固定信息帧包含元素字段。
30、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述固定信息帧包含时间戳字段。
31、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU在物理层中报头添加信标信息元素。
32、根据前述任一实施例中所述的方法，该方法还包括扩展信号字段以包含信标信息元素。
33、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在媒介接入控制(MAC)报头中。
34、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在MAC有效载荷中。
35、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP前同步码之后。
36、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信号字段和服务字段包括PLCP报头。
37、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP报头之前。
38、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP报头之后。
39、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息元素与循环冗余校验(CRC)一起被发送。
40、根据实施例39中所述的方法，其中所述每一个信标信息元素都与该信标信息元素自身的CRC一起发送。
41、根据前述任一实施例中所述的方法，其中最后的信标信息元素包括用于所有信息元素的CRC。
42、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述信标信息元素在不同的管理、控制和数据分组中被分段和被发送。
43、根据前述任一实施例中所述的方法，其中单个信标信息元素的一部分在单一分组中被发送。
44、根据前述任一实施例中所述的方法，其中整个信标信息元素在单一分组中被发送。
45、根据前述任一实施例中所述的方法，其中多个信标信息元素在单一分组中被发送。
46、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第二WTRU从所述分组中提取信标信息元素以与所述第一WTRU相关联。
47、根据前述任一实施例中所述的方法，其中每一个分组都包含与所述分组的源有关的信息。
48、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述第一WTRU是接入点(AP)，并且第二WTRU是站(STA)。
49、根据前述任一实施例中所述的方法，其中所述AP被连接到外部网络。
50、根据实施例1-47中任一实施例所述的方法，其中所述第一WTRU和第二WTRU都是STA。
51、一种被配置成执行前述任一实施例所述的方法的接入点(AP)。
52、根据实施例51中所述的AP，该AP还包括接收机。
53、根据实施例51-52中任一实施例所述的AP，该AP还包括发射机。
54、根据实施例51-53中任一实施例所述的AP，该AP还包括与接收机和发射机通信的处理器。。
55、根据实施例54中所述的AP，其中所述处理器被配置成修改PHYPDU帧中的PLCP报头，以包含信标信息元素。
56、根据实施例54-55中任一实施例所述的AP，其中所述处理器被配置成将修改后的PLCP报头发送到至少一个无线发射/接收单元(WTRU)。
57、根据实施例54-56中任一实施例所述的AP，其中所述处理器与WTRU相关联。
58、根据实施例54-57中任一实施例所述的AP，其中所述处理器被配置成将可变信标信息元素包含在可变信息帧中。
59、根据实施例54-58中任一实施例所述的AP，其中所述处理器被配置成将固定信标信息元素包含在固定信息帧中。
60、根据实施例54-59中任一实施例所述的AP，其中所述处理器被配置成在单一分组中发送多个信标信息元素。
61、一种被配置成执行根据实施例1-50中任一实施例所述的方法的无线发射/接收单元(WTRU)。
62、根据实施例61所述的WTRU，该WTRU还包括接收机。
63、根据实施例61-62中任一实施例所述的WTRU，该WTRU还包括发射机。
64、根据实施例61-63中任一实施例所述的WTRU，该WTRU还包括与接收机和发射机通信的处理器。
65、根据实施例64中所述的WTRU，其中所述处理器被配置成修改PHY
PDU帧中的PLCP报头，以包含信标信息元素。
66、根据实施例64-65中任一实施例所述的WTRU，其中所述处理器被配置成将修改后的PLCP报头发送到将至少一个其它WTRU。
67、根据实施例64-66中任一实施例所述的WTRU，其中所述处理器和其它WTRU相关联。
68、根据实施例64-67中任一实施例所述的WTRU，其中所述处理器被配置成将可变信标信息元素包含在可变信息帧中。
69、根据实施例64-68中任一实施例所述的WTRU，其中所述处理器被配置成将固定信标信息元素包含在固定信息帧中。
70、根据实施例64-69中任一实施例所述的WTRU，其中所述处理器被配置成在单一分组中发送多个信标信息元素。

Claims (42)

1、一种用于在包括多个无线发射/接收单元(WTRU)的无线通信系统中分配信标信息的方法，该方法包括：
第一WTRU修改物理协议数据单元(PHY PDU)帧中的物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息；
所述第一WTRU将修改后的PLCP报头发送到第二WTRU；
所述第二WTRU接收修改后的PLCP报头，并从所述修改后的PLCP报头中提取信标信息；以及
所述第二WTRU与所述第一WTRU相关联。
2、根据权利要求2所述的方法，其中所述信标信息被包含在非信标控制分组中。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述信标信息被包含在数据分组中。
4、根据权利要求2所述的方法，其中所述信标信息被包含在管理分组中。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述信标信息包括与下列中的任一者相关的信标信息元素：时间戳、信标间隔、服务集标识符(SSID)能力、支持的数据速率、FH参数、CF参数和DS参数。
6、根据权利要求1所述的方法，其中PLCP帧包括PLCP前同步码字段、信号字段和数据字段。
7、根据权利要求6所述的方法，其中所述信号字段还包括速率字段、保留字段、长度字段、奇偶字段和尾字段。
8、根据权利要求7所述的方法，其中所述数据字段还包括服务字段、PSDU字段、尾字段和填充比特字段。
9、根据权利要求8所述的方法，其中所述信标信息包括固定信标信息元素和可变信标信息元素。
10、根据权利要求9所述的方法，其中所述可变信标信息元素被包含在可变信息帧中。
11、根据权利要求10所述的方法，其中所述可变信息帧包括元素ID字段、长度字段和SSID字段。
12、根据权利要求10所述的方法，其中所述可变信标信息元素包括SSID和支持的速率。
13、根据权利要求9所述的方法，其中所述固定信标信息元素被包含在固定信息帧中。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述固定信息帧包括元素字段和时间戳字段。
15、根据权利要求8所述的方法，其中所述第一WTRU在物理层报头中添加所述信标信息元素。
16、根据权利要求15所述的方法，该方法还包括扩展所述信号字段以包含所述信标信息元素。
17、根据权利要求8所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在媒介接入控制(MAC)报头中。
18、根据权利要求8所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在MAC有效载荷中。
19、根据权利要求8所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP前同步码之后。
20、根据权利要求8所述的方法，其中所述信号字段和所述服务字段包括所述PLCP报头。
21、根据权利要求20所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP报头之前。
22、根据权利要求20所述的方法，其中所述第一WTRU将所述信标信息元素包含在所述PLCP报头之后。
23、根据权利要求8所述的方法，其中每一个信标信息元素都与该信标信息元素自身的循环冗余校验(CRC)一起被发送。
24、根据权利要求8所述的方法，其中最后的信标信息元素包括用于所有信息元素的CRC。
25、根据权利要求8所述的方法，其中所述信标信息元素在不同的管理、控制和数据分组中被分段和被发送。
26、根据权利要求25所述的方法，其中单个信标信息元素的一部分在单一分组中被发送。
27、根据权利要求25所述的方法，其中整个信标信息元素在单一分组中被发送。
28、根据权利要求25所述的方法，其中多个信标信息元素在单一分组中被发送。
29、根据权利要求25所述的方法，其中所述第二WTRU从所述分组中提取信标信息元素以与所述第一WTRU相关联。
30、根据权利要求29所述的方法，其中每一个分组都包含与所述分组的源有关的信息。
31、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一WTRU是接入点(AP)，并且所述第二WTRU是站(STA)。
32、根据权利要求31所述的方法，其中所述AP被连接到外部网络。
33、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一WTRU和第二WTRU都是STA。
34、一种被配置成执行用于分配信标信息的方法的接入点(AP)，该AP包括：
接收机；
发射机；以及
与所述接收机和所述发射机通信的处理器，其中所述处理器被配置成修改物理协议数据单元(PHY PDU)帧中的物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息元素，所述处理器还被配置成将修改后的PLCP报头发送到至少一个无线发射/接收单元(WTRU)，并与所述WTRU相关联。
35、根据权利要求34所述的AP，其中所述处理器还被配置成将可变信标信息元素包含在可变信息帧中。
36、根据权利要求34所述的AP，其中所述处理器还被配置成将固定信标信息元素包含在固定信息帧中。
37、根据权利要求34所述的AP，其中所述处理器还被配置成在单一分组中发送多个信标信息元素。
38、一种被配置成执行用于分配信标信息的方法的无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括：
接收机；
发射机；以及
与所述接收机和所述发射机通信的处理器，其中所述处理器被配置成修改物理协议数据单元(PHY PDU)帧中的物理层会聚协议(PLCP)报头以包含信标信息元素，所述处理器还被配置成将修改后的PLCP报头发送到至少一个其它WTRU，并与所述至少一个其它WTRU相关联。
39、根据权利要求38所述的WTRU，其中所述处理器还被配置成将可变信标信息元素包含在可变信息帧中。
40、根据权利要求38所述的WTRU，其中所述处理器还被配置成将固定信标信息元素包含在固定信息帧中。
41、根据权利要求38所述的WTRU，其中所述处理器还被配置成在单一分组中发送多个信标信息元素。
42、根据权利要求38所述的WTRU，其中所述处理器还被配置成从至少一个其它WTRU接收修改后的PLCP报头，从所接收的修改后的PLCP报头中提取信标信息，并与所述至少一个其它WTRU相关联。
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