CN104094665B - 在无线lan系统中接入信道的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及在无线LAN系统中接入信道的方法和设备。根据本发明的一个实施例，在无线通信系统的站(STA)中接入信道的方法包括下述步骤：将与信道接入请求有关的第一帧发送到接入点(AP)；和响应于第一帧，从AP接收与是否许可信道接入有关的第二帧，其中第二帧包括用于STA的信道接入开始偏移的值。

Description

在无线LAN系统中接入信道的方法和设备
技术领域
下面的描述涉及一种无线通信系统，并且更加具体地，涉及在无线局域网(LAN)系统中接入信道的方法和设备。
背景技术
最近，随着信息通信技术的发展，已经开发了各种无线通信技术。其中，基于射频技术,无线局域网(WLAN)使得能够在家、企业或者特定服务供应区域使用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、便携式多媒体播放器(PMP)无线接入到互联网。
为了克服在已经被指出为WLAN的缺点的通信速率的限制，在最近的通信标准中，已经引入用于增加网络速度和可靠性并且延伸无线网络距离的系统。例如，在IEEE802.11n中，在发送器和接收器中使用多个天线的多输入和多输出(MIMO)技术已经被引入，以便于以540Mbps或者更大的最大数据速率支持高吞吐量(HT)，以最小化传输错误，并且优化数据速率。
发明内容
技术问题
作为下一代通信技术，机器对机器(M2M)通信技术已经被论述。甚至在IEEE802.11WLAN系统中，支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE802.11ah。在M2M通信中，在许多设备存在的环境中可以考虑以低速率通信少量的数据的场景。
在所有设备之间共享的介质中执行WLAN系统中的通信。如在M2M通信中，如果设备的数目增加，则为了减少不必要的功率消耗和干扰，需要更加有效地改进信道接入机制。
被设计以解决问题的本发明的目的在于WLAN系统中的改进的信道接入方法和设备。
通过本发明解决的技术问题不限于上述技术问题并且本领域的技术人员可以从下面的描述中理解其它的技术问题。
技术方案
通过提供一种在无线通信系统中在站(STA)处执行信道接入的方法能够实现本发明的目的，包括：将与信道接入请求有关的第一帧发送到接入点(AP)；以及响应于第一帧，从AP接收与是否许可信道接入有关的第二帧，其中，第二帧包括用于STA的信道接入开始偏移的值。
在本发明的另一方面中，在此提供一种在无线通信系统的接入点(AP)中支持站(STA)的信道接入的方法，包括：从STA接收与信道接入请求有关的第一帧；以及响应于第一帧，将与是否许可信道接入有关的第二帧发送到STA，其中，第二帧包括用于STA的信道接入开始偏移的值。
在本发明的另一方面中，在此提供一种站(STA)设备，该站(STA)设备用于在无线通信系统中执行信道接入，包括收发器和处理器，其中，处理器被配置为将与信道接入请求有关的第一帧发送到接入点(AP)，并且响应于第一帧，从AP接收与是否许可信道接入有关的第二帧，其中，第二帧包括用于STA的信道接入开始偏移的值。
在本发明的另一方面中，在此提供一种接入点(AP)设备，该接入点(AP)设备用于在无线通信系统中支持站(STA)的信道接入，包括收发器和处理器，其中，处理器被配置为从STA接收与信道接入请求有关的第一帧，并且响应于第一帧将与是否许可信道接入有关的第二帧发送到STA，其中，第二帧包括用于STA的信道接入开始偏移的值。
本发明的实施例可以具有下述特征。
信道接入开始偏移的值可以确定何时STA的信道接入开始被许可，或者在进入睡眠模式之后何时STA再次唤醒。
第一帧可以包括STA的关联标识符(AID)、被指配给STA的组ID或者上行链路(UL)/下行链路(DL)信道接入请求指示符信息中的至少一个。
第二帧可以包括时间戳、应答(ACK)、被许可的信道接入持续时间、当前接入组编号、当前信道接入组标识符、下一个接入组开始偏移、信道接入开始偏移或者新STA标识符中的至少一个。
信道接入开始偏移可以是STA的下行链路数据接收开始时间、许可STA的上行链路数据传输的信道接入间隔的开始时间、下一个信标传输时间、用于与STA相对应的组的下一个信标传输开始时间、或者被指配给STA的组的信道接入开始时间中的一个。
第二帧可以包括响应类型信息，并且响应类型信息可以指示信道接入允许、信道接入拒绝或者STA标识符重新指配。
第一帧可以是省电(PS)轮询帧或者信道接入请求帧中的一个。
第二帧可以是ACK帧、接入控制帧或者信道接入响应帧中的一个。
如果STA从睡眠状态切换到唤醒状态则第一帧可以被发送。
在没有接收包括业务指示映射(TIM)的信标的情况下，在STA的唤醒状态下允许第一帧的传输。
基于STA的页面标识符是否匹配与当前信道接入间隔有关的页面标识符，通过AP可以确定是否许可信道接入。
在信道接入间隔期间可以执行将与信道接入请求有关的第一帧发送到AP，在信道接入间隔期间没有许可STA的标识符属于的组的信道接入。
要理解的是，本发明的前述一般描述和下面的详细描述是示例性和说明性的并且旨在提供如主张的本发明的进一步解释。
有利作用
根据本发明，能够提供WLAN系统中的改进的信道接入方法和设备。根据本发明，能够提供用于防止功率消耗和干扰的信道接入方法和设备。
本发明的效果不限于上述效果并且对于本领域的技术人员来说从下面的描述中在此没有描述的其它效果将会变得显而易见。
附图说明
附图被包括以提供对本发明进一步的理解并且被合并和组成本申请的一部分，附图图示本发明的实施例，并且连同描述一起用来解释本发明原理。在附图中：
图1是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的示例性结构的图；
图2是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的另一示例性结构的图；
图3是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的另一示例性结构的图；
图4是示出WLAN系统的示例性结构的图；
图5是图示WLAN系统中的链路设定过程的图；
图6是图示回退过程的图；
图7是图示隐藏节点和暴露节点的图；
图8是图示请求发送(RTS)和清除发送(CTS)的图；
图9是图示功率管理操作的图；
图10至图12是图示接收业务指示映射(TIM)的站(STA)的操作的图；
图13是图示基于组的关联标识符(AID)的图；
图14至图16是示出如果组信道接入间隔被设置STA的操作的示例的图；
图17是示出通过本发明提议的信道接入请求(CA-REQ)帧格式的示例的图；
图18至图20是示出通过本发明提议的信道接入响应(CA-RSP)帧格式的示例的图；
图21至图34是示出通过本发明提议的使用第一和第二帧的改进的信道接入操作的示例的图；
图35是图示根据本发明的示例的信道接入方法的流程图；以及
图36是示出根据本发明的一个实施例的无线设备的配置的框图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中图示其示例。在下面结合附图所阐述的详细描述是示例性实施例的描述，并且不意在仅表示能够通过其实践在这些实施例中解释的概念的实施例。该详细描述包括提供对本发明理解的目的的细节。然而，对于本领域那些技术人员来说显而易见的是，这些教导可以在没有这些特定的细节的情况下被实现和实践。
根据预定的格式通过组合本发明的组成组件和特性提出下面的实施例。在不存在附加的备注的情况下，单独的组成组件或者特性应被视为可选的因素。根据需要，不需要将单独的组成组件或者特性与其它的组件或者特性相组合。而且，可以组合一些组成组件和/或特性以实现本发明的实施例。可以重新排列要在本发明的实施例中公开的操作的顺序。任何实施例的一些组件或者特性也可以被包括在其它的实施例中，或者必要时可以被其它实施例的替代。
应注意的是，为了便于描述和更好地理解本发明，提出在本发明中公开的特定术语，并且在本发明的技术范围或者精神下这些特定术语的使用可以变成其它格式。
在一些实例中，为了避免晦涩本发明的概念，公知的结构和装置被省略并且以框图的形式示出结构和装置的重要功能。在整个附图中将会使用相同的附图标记以指定相同或者相似的部件。
通过关于包括电子电气工程师协会(IEEE)802系统、第三代合作伙伴项目(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、以及3GPP2系统的无线接入系统中的至少一个公开的标准文献支持本发明的示例性实施例。特别地，可以通过上述文献来支持没有被描述的步骤或者部分以清楚地揭示本发明的技术理念。通过上述文献中的至少一个可以支持在此使用的所有术语。
本发明的下述实施例能够被应用于各种无线接入技术，例如，CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)、SC-FDMA(单载波频分多址)等。使用诸如UTRA(通用陆地无线电接入)或CDMA2000的无线电技术可以具体化CDMA。可以通过诸如GSM(全球移动通信系统)/GPRS(通用分组无线电业务)/EDGE(增强型数据速率GSM演进)的无线电技术具体化TDMA。通过诸如(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20和E-UTRA(演进UTRA)等的无线电技术可以具体化OFDMA。为了清楚起见，下面的描述集中于IEEE802.11系统。然而，本发明的技术特征不限于此。
WLAN系统的结构
图1是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的示例性结构的图。
IEEE802.11结构可以是由多个组件构成，并且通过组件之间的交互可以提供对于较高层来说透明的、支持站(STA)移动性的无线局域网网络(WLAN)。在IEEE802.11LAN中基本服务集(BSS)可以对应于基本组件块。在图1中，两个BSS(BSS1和BSS2)存在，并且各个BSS包括两个STA(STA1和STA2被包括在BSS1中并且STA3和STA4被包括在BSS2中)作为成员。在图1中，指示BSS的椭圆指示其中被包括在BSS中的STA保持通信的覆盖区域。此区域可以被称为基本服务区域(BSA)。如果STA移出BSA，则STA不能够与BSA中的其它STA直接通信。
在IEEE802.11LAN中，BSS基本上是独立的BSS(IBSS)。例如，IBSS可以仅具有两个STA。另外，其中其它的组件被省略的图1的最简单的BSS(BSS1或者BSS2)可以对应于IBSS的代表性示例。当STA能够直接执行通信时，这样的配置是可能的。另外，如果LAN是必需的，则这样的LAN没有事先配置而是可以被配置。此LAN也可以被称为自组织网络(ad-hocnetwork)。
如果STA被接通或者切断，或者如果STA进入或者移出BSS，则BSS中的STA的成员关系可以被动态地改变。STA可以使用同步过程加入BSS以便于变成BSS的成员。为了接入基于BSS的结构的所有服务，STA应与BSS相关联。这样的关联可以被动态地设置并且可以包括分布系统服务(DSS)的使用。
图2是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的另一示例性结构的图。在图2中，分布系统(DS)、分布系统介质(DSM)以及接入点(AP)被添加到图1的结构。
在LAN中，直接的站到站距离可能受到PHY性能的限制。虽然这样的距离限制可能是可能的，但是在位于更长距离处的站之间的通信可能是必需的。为了支持被延伸的覆盖，可以配置DS。
DS意指其中BSS被相互连接的结构。更加具体地，如在图1中所示，BSS没有独立地存在，而BSS可以作为包括多个BSS的网络的扩展的组件存在。
DS是逻辑概念并且可以通过DSM的特性指定。在IEEE802.11标准中，无线介质(WM)和DSM在逻辑上被区分。逻辑介质被用于不同的用途，并且通过不同的组件使用。在IEEE802.11标准中，这样的介质不受到相同或者不同的介质的限制。因为多个介质在逻辑上是不同的，所以IEEE802.11LAN结构(DS结构或者另一网络结构)可以是灵活的。即，IEEE802.11LAN结构可以被不同地实现，并且通过各个实现的物理属性可以独立地指定LAN结构。
DS提供多个BSS的无缝集成，并且提供对于处理到目的地的地址所必需的逻辑服务以便支持移动设备。
AP意指使相关联的STA能够经由WM接入DS并且具有STA功能性的实体。可以经由AP执行在BSS和DS之间的数据传送。例如，在图2中示出的STA2和STA3具有STA功能性并且提供使相关联的STA(STA1和STA4)能够接入DS的功能。另外，因为所有的AP对应于STA，所以所有的AP可以是可寻址的实体。AP使用的用于在WM上通信的地址和AP使用的用于DSM上通信的地址可以是不相等的。
从与AP相关联的STA之一到AP的STA地址发送的数据可以始终通过未被控制的端口来接收并且通过IEEE802.1X端口接入实体来处理。另外，如果被控制的端口被认证，则传输数据(或者帧)可以被发送到DS。
图3是示出本发明可应用到的IEEE802.11系统的另一示例性结构的图。在图3中，用于提供宽覆盖的扩展的服务集被添加到图2的结构。
具有任意的大小和复杂性的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE802.11系统中，这样的网络被称为ESS网络。ESS可以对应于被连接到一个DS的BSS集合。然而，ESS不包括DS。ESS网络在逻辑链路控制(LLC)层作为IBSS网络出现。被包括在ESS中的STA可以相互通信，并且移动的STA可以对于LLC层透明地(在相同的ESS内)从BSS移向另一BSS。
在IEEE802.11中，图3中的BSS的相对物理位置没有被假定并且可以被定义如下。BSS可以部分地重叠以便于提供连续的覆盖。另外，BSS在物理上不可以被连接，并且在BSS之间的距离在逻辑上没有被限制。另外，BSS在物理上可以位于相同的位置处以便于提供冗余。另外，一个(或者多个)IBSS或者ESS网络可以物理上存在于相同的空间中作为一个(或者多个)ESS网络。这对应于ESS网络类型，诸如在ESS网络存在的位置处自组织网络操作的情况、被不同的组织物理地重叠的IEEE802.11网络被配置的情况或者两个或者更多个不同的接入和安全政策在相同的位置处是必需的情况。
图4是示出WLAN系统的示例性结构的图。图4示出包括DS的基础设施BSS的示例。
在图4的示例中，BSS1和BSS2配置ESS。在WLAN系统中，STA根据IEEE802.11的MAC/PHY规则操作。STA包括AP STA和非AP STA。非AP STA对应于用户直接处置的设备，诸如膝上型计算机或者移动电话。在图4的示例中，STA1、STA3以及STA4对应于非AP STA，并且STA2和STA5对应于AP STA。
在下面的描述中，非AP STA可以被称为终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端或者移动订户站(MSS)。另外，AP可以对应于基站(BS)、节点B、演进的节点B(eNB)、基站收发系统(BTS)或者毫微微BS。
链路设定过程
图5是图示一般链路设定过程的图。
为了建立关于网络的链接并且执行数据传输和接收，STA发现网络，执行认证，建立关联并且执行用于安全的认证过程。链路设定过程可以被称为会话初始化过程或者会话设定过程。另外，链路设定过程的发现、认证、关联以及安全设定可以被统称为关联过程。
将会参考图5描述示例性的链路设定过程。
在步骤S510中，STA可以执行网络发现操作。网络发现操作可以包括STA的扫描操作。即，STA发现网络以便于接入网络。在参与无线网络之前，STA应识别可兼容的网络，并且识别在特定区域中存在的网络的过程被称为扫描。
扫描方法包括主动扫描方法和被动扫描方法。
在图5中，示出包括主动扫描过程的网络发现操作。在主动扫描中，执行扫描的STA发送探测请求帧同时在信道之间移动并且等待对其的响应，以便于检测存在的AP。响应器将探测响应帧作为对探测请求帧的响应发送到发送探测请求帧的STA。响应器可以是在被扫描的信道的BSS中最后发送信标帧的STA。在BSS中，因为AP发送信标帧，所以AP是响应器。在IBSS中，因为IBSS中的STA交替地发送信标帧，所以响应器不固定。例如，在第一信道上发送探测请求帧并且在第一信道上接收探测响应帧的STA存储被包括在接收到的探测响应帧中的与BSS有关的信息，移向下一个信道(例如，第二信道)并且使用相同的方法执行扫描(在第二信道上的探测请求/响应发送/接收)。
尽管在图5中未示出，但是使用被动扫描方法可以执行扫描操作。在被动扫描中，执行扫描的STA等待信标帧同时在信道之间移动。在IEEE802.11中信标帧是管理帧并且被定期地发送，以便于指示无线网络的存在或者使执行扫描的STA能够发现和加入无线网络。在BSS中，AP负责定期地发送信标帧。在IBSS中，STA交替地发送信标帧。执行扫描的STA接收信标帧，存储关于被包括在信标帧中的BSS的信息，并且记录各个信道的信标帧信息同时移向另一信道。接收信标帧的STA可以存储被包括在接收到的信标帧中的与BSS有关的信息，移向下一个信道并且使用相同的方法对下一个信道执行扫描。
主动扫描具有小于被动扫描的延迟和功率消耗。
在STA已经发现网络之后，在步骤S520中可以执行认证过程。这样的认证过程可以被称为第一认证过程以区分步骤S540的安全设定操作。
认证过程包括在STA处将认证请求帧发送到AP并且在AP处响应于其而将认证响应帧发送到STA的过程。被用于认证请求/响应的认证帧对应于管理帧。
认证帧可以包括关于认证算法编号、认证交易序列号、状态代码、挑战文本、稳健的安全网络(RSN)、有限循环群等等的信息。信息可以是被包括在认证请求/响应帧中的信息的示例并且可以被其它的信息替代。信息可以进一步包括附加的信息。
STA可以将认证请求帧发送到AP。基于被包括在接收到的认证请求帧中的信息，AP可以确定是否允许STA的认证。AP可以经由认证响应帧给STA提供认证结果。
在STA被成功地认证之后，在步骤S530中可以执行关联认证。关联过程包括在STA处将关联请求帧发送到AP并且在AP处响应于其而将关联响应帧发送到STA的过程。
例如，关联响应帧可以包括关于各种性能、信标监听间隔、服务集标识符(SSID)、支持的速率、RSN、移动性域、支持的操作分类、业务指示映射(TIM)广播请求、互连服务性能等等的信息。
例如，关联响应帧可以包括关于各种性能、状态代码、关联ID(AID)、支持的速率、增强的分布式信道接入(EDCA)参数集、接收到的信道功率指示符(RCPI)、接收到的信噪指示符(RSNI)、移动性域、超时间隔(关联恢复时间)、重叠的BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等等的信息。
此信息仅是被包括在关联请求/响应帧中的示例性信息并且可以被其它信息取代。此信息可以进一步包括附加的信息。
在STA被成功地认证之后，可以在步骤S540中执行安全设定过程。步骤S540的安全设定过程可以被称为通过稳健的安全网络关联(RSNA)请求/响应的认证过程。步骤S520的认证过程可以被称为第一认证过程并且步骤S540的安全设定过程可以被简单地称为认证过程。
步骤S540的安全设定过程可以包括在LAN(EAPOL)帧上通过可扩展的认证协议4路握手的私钥设定过程。另外，根据在IEEE802.11标准中没有定义的安全方法可以执行安全设定过程。
WLAN的演进
作为为了克服在WLAN中的通信速度的限制而最近建立的技术标准，已经设计IEEE802.11n。IEEE802.11n旨在增加网络速度和可靠性并且延伸无线网络距离。更加具体地，IEEE802.11n是基于在发送器和接收器中使用多个天线的多输入和多输出(MIMO)技术，以便于以540Mbps或者更大的最大数据速率支持高吞吐量，以最小化传输错误，并且优化数据速率。
当WLAN已经开始广泛使用和并且使用其的应用已经多样化时，存在对于以比IEEE802.11n支持的数据速率更高的数据速率支持吞吐量的新的WLAN系统的需求。支持非常高的吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE802.11n WLAN系统的下一个版本(例如，IEEE802.11ac)并且是为了在MAC服务接入点(SAP)支持1Gbps或者更高的数据速率新提议的IEEE802.11WLAN系统。
下一代WLAN系统支持多用户MIMO(MU-MIMO)传输方案，通过该方案多个STA同时接入信道以便于有效地使用无线电信道。根据MU-MIMO传输方案，AP可以将分组同时发送到一个或者多个配对MIMO的STA。
另外，在白空间中的WLAN系统操作的支持正在被论述。例如，在诸如由于模拟TV的数字化而处于空闲状态的频带(例如，54至698MHz)的TV白空间(WS)中的WLAN系统的引入作为IEEE802.11af标准正在被论述。然而，这仅是示例性的并且授权用户可以有责任地使用白空间。授权用户意指被允许使用授权的带的用户，并且可以被称为授权用户、主要用户或者责任用户。
例如，在WS中操作的AP和/或STA应将保护功能提供给授权用户。例如，如果诸如麦克风的授权用户已经使用作为按照规则划分的频带的特定的WS信道，使得WS带具有特定的带宽，则AP和/或STA不能使用与WS信道相对应的频道，以便于保护授权用户。另外，如果授权用户使用被用于当前帧的传输和/或接收的频带，则AP和/或STA必需停止该频带的使用。
因此，AP和/或STA应执行确定在WS带中的特定频道是否可用，即，授权用户是否使用频带的程序。确定授权用户是否使用特定的频带被称为频谱感测。作为频谱感测机制，能量检测方法、签名检测方法等等可以被使用。如果接收到的信号强度等于或者大于预定值，或者如果DTV前导被检测到，则可以确定授权用户使用频带。
另外，作为下一代通信技术，机器对机器(M2M)通信技术正在被论述。甚至在IEEE802.11WLAN系统中，支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE802.11ah。M2M通信意指包括一个或者多个机器的通信方案并且可以被称为机器类型通信(MTC)。在此，机器意指不要求直接操作或者人的干预的实体。例如，包括移动通信模块的装置，诸如仪表或者售货机，可以包括能够在没有用户的操作/干预的情况下自动接入网络以执行通信的用户设备，诸如智能电话。M2M通信包括装置之间的通信(例如，装置对装置(D2D)通信)和在装置和应用服务器之间的通信。在装置和服务器之间的通信的示例包括在售货机和服务器之间的通信、在销售点(POS)装置和服务器之间的通信以及在电表、煤气表或者水表与服务器之间的通信。基于M2M通信的应用可以包括安全、运输、医疗保健等等。如果这样的示例的特性被考虑，则通常，M2M通信应在其中存在非常多的设备的环境下以低速率支持少量数据的传输和接收。
更加具体地，M2M通信应支持大量的STA。在当前定义的WLAN系统中，假定最多2007个STA与一个AP相关联。然而，在M2M通信中，支持更多数量的STA(大约6000)与一个AP相关联的情况的方法正在被论述。另外，在M2M通信中，估计存在许多支持/要求低传送速率的应用。为了适当地支持低的传送速率，例如，在WLAN系统中，STA可以基于业务指示映射(TIM)元素识别要向其发送的数据的存在，并且减少TIM的位图大小的方法被论述。另外，在M2M通信中，估计存在具有非常长的传输/接收间隔的业务。例如，在电/气/水消耗中，非常小量的数据被要求在长的时段(例如，一个月)进行交换。在WLAN系统中，虽然与一个AP相关联的STA的数目增加，但是正在论述有效地支持下述情况的方法，其中，在一个信标时段期间存在要从AP接收的数据帧的STA的数目非常小。
WLAN技术已经快速地演进。除了上述示例之外，用于直接链路设定、介质流式传输性能的改进、快速和/或大规模的初始会话设定的支持、扩展的带宽的支持以及操作频率等等的技术正在被开发。
介质接入机制
在根据IEEE802.11的WLAN系统中，介质接入控制(MAC)的基本接入机制是利用冲突避免(CSMA/CA)机制的载波侦听多路接入。CSMA/CA机制也被称为IEEE802.11MAC的分布式协调功能(DCF)并且采用“先听后说”接入机制。根据这样的接入机制，AP和/或STA可以在开始传输之前在预定的时间间隔(例如，DCF帧间间隔(DIFS))期间执行用于感测无线电信道或者介质的空闲信道评估(CCA)。如果确定介质是处于空闲状态作为感测的结果，则帧传输经由介质开始。如果确定介质是处于被占用的状态，则在没有开始传输的情况下AP和/或STA可以设置并且等待用于介质接入的延迟时段(例如，随机回退时段)并且然后试图执行帧传输。因为数个STA通过应用随机回退时段在等待不同次数之后试图执行帧传输，所以能够最小化冲突。
另外，IEEE802.11MAC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF是基于DCF和点协调功能(PCF)。PCF指的是用于使用基于轮询的同步接入方法使所有的接收AP和/或STA能够接收数据帧的定期轮询方法。另外，HCF已经增强了分布式信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。EDCA使用用于通过供应商将数据帧提供给多个用户的竞争接入方法，并且HCCA使用轮询机制来使用无竞争的信道接入方法。另外，HCF包括用于改进WALN的服务质量(QoS)的介质接入机制并且可以在竞争时段(CF)和无竞争时段(CFP)两者中发送QoS数据。
图6是图示回退过程的图。
将会参考图6描述基于随机回退时段的操作。如果介质从被占用或者忙碌的状态变成空闲状态，则数个STA可以试图进行数据(或者帧)传输。这时，最小化冲突的方法，STA可以选择相应的随机回退计数，等待与随机回退计数相对应的时隙时间并且试图进行传输。随机回退计数具有伪随机整数并且可以被设置为0至CW的值中的一个。在此，CW是竞争窗口参数值。如果传输失败(例如，用于传输帧的ACK没有被接收到)，则CW参数被设置为作为初始值的CWmin但是可以被设置为CWmin的两倍。如果CW参数值变成CWmax，则可以试图进行数据传输同时保持CWmax值直到数据传输成功。如果数据传输成功，则CW参数值被复位为CWmin。CW、CWmin以及CWmax值优选地被设置为2n-1(n＝0,1,2,…)。
如果随机回退过程开始，则STA连续地监测介质，同时根据设置的回退计数值回退时隙被倒计数。如果介质是处于被占用的状态，则倒计数停止并且，如果介质是处于空闲的状态，则倒计数被恢复。
在图6的示例中，如果要被发送到STA3的MAC的分组到达，则STA3可以确认在DIFS期间介质是处于空闲状态并且立即发送帧。同时，剩余的STA监测介质是处于忙碌状态并且等待。在等待时间期间，在STA1、STA2、以及STA5中可以产生要被发送的数据。如果介质是处于空闲状态则STA可以等待DIFS并且然后根据相应的所选择的随机回退计数值倒计数回退时隙。在图6的示例中，STA2选择最小的回退计数值并且STA1选择最大的回退计数值。即，当STA2完成回退计数并且开始帧传输时STA5的剩余回退时间小于STA1的剩余回退时间。在STA2占用介质时，STA1和STA5停止倒计数并且等待。如果通过STA2的介质的占用结束并且介质再次进入空闲状态，则STA1和STA5等待DIFS并且然后恢复倒计数。即，在与剩余回退时间相对应的剩余回退时隙被倒计数之后，帧传输可以开始。因为STA5的剩余回退时间小于STA1的剩余回退时间，所以STA5开始帧传输。如果STA2占用介质，则在STA5中可以产生要被发送的数据。这时，如果介质进入空闲状态则STA4可以等待DIFS，根据由其选择的随机回退计数值执行倒计数，并且开始帧传输。在图6的示例中，STA5的剩余回退时间偶然地匹配STA4的随机回退时间。在这样的情况下，在STA4和STA5之间可能出现冲突。如果冲突出现，则STA4和STA5没有接收ACK并且数据传输失败。在这样的情况下，STA4和STA5可以翻倍CW值，选择相应的随机回退计数值并且然后执行倒计数。当由于STA4和STA5的传输导致介质忙碌时STA1可以等待，如果介质进入空闲状态则等待DIFS，并且如果已经经过剩余回退时间则开始帧传输。
感测STA的操作
如上所述，CSMA/CA介质不仅包括用于通过AP和/或STA直接感测介质的物理载波感测而且包括虚拟载波感测。虚拟载波感测解决在介质接入中可能出现的问题，诸如隐藏节点问题。对于虚拟载波感测，WLAN的MAC可以使用网络分配向量(NAV)。NAV指的是在介质变成可用之前的时间的值，通过当前利用介质并且具有利用介质的权利的AP和/或STA向另一AP和/或STA指示。因此，NAV值对应于AP和/或STA将使用介质发送帧的时间段，并且在该时间段期间接收NAV值的STA的介质接入被禁止。NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值被设置。
用于减少冲突的稳健的冲突检测介质已经被引入，将会参考图7和图8进行描述。虽然传输范围可能不等于实际载波感测范围，但是为了方便起见，假定传输范围可以等于实际载波感测范围。
图7是图示隐藏节点和暴露节点的图。
图7(a)示出隐藏节点，并且在这样的情况下，STA A和STA B执行通信并且STA C具有要被发送的信息。更加具体地，虽然STA A将信息发送到STA B，但是当在将数据发送到STA B之前执行载波感测时，STA C可能确定介质是处于空闲状态下。这是因为STA C可能没有感测到STA A的传输(即，介质忙碌)。在这样的情况下，因为STA B同时接收STA A和STA C的信息，所以冲突出现。这时，STA A可以是STA C的隐藏节点。
图7(b)示出暴露节点，并且在这样的情况下，STA B将数据发送到STA A并且STA C具有要被发送到STA D的信息。在这样的情况下，如果STA C执行载波感测，则可以确定由于STA B的传输介质是忙碌的。如果STA C具有要被发送到STA D的信息，则因为感测到介质是忙碌的，所以STA C等待直到介质进入空闲状态。然而，因为STA A实际上在STA C的传输范围外，所以从STA A的观点来看，来自于STA C的传输和来自于STA B的传输没有冲突。因此，STA C没有必要地等待直到STA B的传输停止。这时，STA C可以是STA B的暴露节点。
图8是图示请求发送(RTS)和清除发送(CTS)的图。
在图7的示例中，为了有效地使用冲突避免机制，诸如RTS和CTS的短信令分组可以被使用。可以使两个STA之间的RST/CTS能够被外围的STA旁听(overheard)，使得外围的STA确认两个STA之间的信息传输。例如，如果传输STA将RTS帧发送到接收STA，则接收STA将CTS帧发送到外围的UE以通知外围的UE接收STA接收数据。
图8(a)示出解决隐藏节点问题的方法。假定STA A和STA C试图将数据发送到STAB。如果STA A将RTS发送到STA B，则STA B将CTS发送到外围的STA A和C。结果，STA C等待直到STA A和STA B的数据传输完成，从而避免冲突。
图8(b)示出解决暴露节点问题的方法。STA C可以旁听在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输并且确定即使当STA C将数据发送到另一STA(例如，STA D)时也没有出现冲突。即，STA B将RTS发送到所有外围的UE并且仅将CTS发送到具有要被实际发送的数据的STA A。因为STA C接收RTS但是没有接收STA A的CTS，所以能够确认STA A在STA C的载波感测外。
功率管理
如上所述，在WLAN系统中，在STA执行传输和接收之前应执行信道感测。当始终感测信道时，引起STA的连续功率消耗。在接收状态下的功率消耗基本上不同于传输状态下的功率消耗，并且连续地保持接收状态强加对具有有限功率的(即，通过电池操作的)STA的负担。因此，如果接收待机状态被保持使得STA连续地感测信道，则在WLAN吞吐量方面没有任何特别优势的情况下功率被低效率地消耗。为了解决这样的问题，在WLAN系统中，支持STA的功率管理(PM)模式。
STA的PM模式被划分为主动模式和省电(PS)模式。STA基本上在主动模式下操作。在主动模式下操作的STA被保持在唤醒状态下。唤醒状态指的是诸如帧传输和接收或者信道扫描的正常操作是可能的状态。在PS模式下操作的STA在睡眠状态或者唤醒状态之间切换的同时操作。在睡眠状态下操作的STA以最小的功率操作并且没有执行帧传输和接收或者信道扫描。
因为随着STA的睡眠状态增加功率消耗被减少，所以STA的操作时段被增加。然而，因为在睡眠状态下帧传输和接收是不可能的，所以STA不可以在睡眠状态下无条件地操作。如果从在睡眠状态下操作的STA发送到AP的帧存在，则STA可以被切换到唤醒状态以发送帧。如果要从AP发送到STA的帧存在，则在睡眠状态下的STA不可以接收帧并且不可以确认要被接收的帧存在。因此，STA需要根据特定时段执行用于切换到唤醒状态的操作，以便于确认要被发送的帧的存在(如果要被发送的帧存在，则接收帧)。
图9是图示功率管理操作的图。
参考图9，AP210在预定的时段将信标帧发送到BSS内的STA(S211、S212、S213、S214、S215以及S216)。信标帧包括业务指示映射(TIM)信息元素。TIM信息元素包括指示为与AP210相关联的STA的缓冲的业务存在并且AP210将会发送帧的信息。TIM元素包括被用于指示单播帧的TIM或者被用于指示多播或者广播帧的递送业务指示映射(DTIM)。
无论何时信标帧被发送三次，AP210可以发送DTIM一次。STA1 220和STA2 220在PS模式下操作。STA1 220和STA2 220可以在预定的唤醒间隔从睡眠状态切换到唤醒状态以接收通过AP210发送的TIM元素。各个STA可以基于其本地时钟计算时间以切换到唤醒状态。在图9的示例中，假定STA的时钟匹配AP的时钟。
例如，预定的唤醒间隔可以被设置为使得在每个信标间隔STA1 220被切换到唤醒状态以接收TIM元素。因此，当AP210首次发送信标帧时STA1 220可以被切换到唤醒状态(S221)。STA1 220可以接收信标帧并且获取TIM元素。如果获取到的TIM元素指示要被发送到STA1 220的帧存在，则STA1 220可以将用于请求来自于AP210的帧传输的省电轮询(PS-轮询)帧发送到AP210(S221a)。AP210可以对应于PS轮询帧将帧发送到STA1 220(S231)。完成帧接收的STA1 220被切换到睡眠状态。
当AP210再次发送信标帧时，因为另一装置接入介质并且从而介质是忙碌的，所以AP210不可以在精确的信标间隔发送信标帧并且可以在被延迟的时间发送信标帧(S212)。在这样的情况下，根据信标间隔STA1 220的操作模式被切换到唤醒状态，但是被延迟的信标帧没有被接收。因此，STA1 220的操作模式被再次切换到睡眠状态(S222)。
当AP210第三次发送信标帧时，信标帧可以包括被设置为DTIM的TIM元素。因为介质是忙碌的，所以AP210在被延迟的时间发送信标帧(S213)。根据信标间隔STA1 220被切换到唤醒状态并且可以经由通过AP210发送的信标帧获取DTIM。假定通过STA1 220获取的DTIM指示要被发送到STA1 220的帧不存在并且用于另一STA的帧存在。在这样的情况下，STA1 220可以确认由其发送的帧不存在并且可以被再次切换到睡眠状态。AP210发送信标帧并且然后将帧发送到STA(S232)。
AP210第四次发送信标帧(S214)。因为STA1 220不能够两次经由TIM元素的接收获取指示为其缓冲的业务存在的信息，所以用于接收TIM元素的唤醒间隔可以被控制。可替选地，如果用于控制STA1 220的唤醒间隔的信令信息被包括在通过AP210发送的信标帧中，则可以控制STA1 220的唤醒间隔。在本示例中，STA1 220可以将用于每个信标间隔接收TIM元素的操作状态的切换变成每三个信标间隔操作状态的切换。因此，因为当AP210发送第四信标帧时STA1 220被保持在睡眠状态下(S214)并且发送第五信标帧(S215)，所以不能够获取TIM元素。
当AP210第六次发送信标帧(S216)时，STA1 220可以被切换到唤醒状态以获取被包括在信标帧中的TIM元素(S224)。因为TIM元素是指示广播帧存在的DTIM，所以STA1 220不可以将PS轮询帧发送到AP210而是可以接收通过AP210发送的广播帧(S234)。在STA2 230中设置的唤醒间隔可以被设置为大于STA1 220的唤醒间隔。因此，当AP210第五次发送信标帧(S215)时，STA2 230可以被切换到唤醒状态以接收TIM元素(S241)。STA2 230可以经由TIM元素确认要被发送的帧存在并且将PS轮询帧发送到AP210(S241a)以便于请求帧传输。AP210可以对应于PS轮询帧将帧发送到STA2 230(S233)。
对于在图9中示出的PM管理，TIM元素包括指示要被发送到STA的帧是否存在的TIM和指示广播/多播帧是否存在的DTIM。可以通过设置TIM元素的字段实现DTIM。
图10至图12是图示接收业务指示映射(TIM)的站(STA)的操作的图。
参考图10，STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态以便于从AP接收包括TIM的信标帧并且解释接收到的TIM元素以确认要被发送的缓冲的业务存在。为了发送PS轮询帧，STA可以与其它的STA关于介质接入竞争，并且然后发送PS轮询帧以便于请求来自于AP的数据帧传输。接收通过STA发送的PS轮询帧的AP可以将帧发送到STA。STA可以接收数据帧并且将ACK帧发送到AP。其后，STA可以被再次切换到睡眠状态。
如在图10中所示，AP可以从STA接收PS轮询帧并且然后在预定的时间(例如，短的帧间分隔(SIFS))之后根据用于发送数据帧的立即响应方法操作。如果在接收PS轮询帧之后在SIFS期间AP没有准备要被发送到AP的数据帧，则AP可以根据推迟响应方法操作，这将会参考图11进行描述。
在图11的示例中，对于从STA从睡眠状态切换到唤醒状态、从AP接收TIM、竞争并且将PS轮询帧发送到AP的操作与图10的相同。如果即使当AP接收PS轮询帧时在SIFS期间没有准备数据帧，则数据帧没有被发送而是ACK帧可以被发送到STA。如果在发送ACK帧之后准备数据帧，则AP可以竞争并且将数据帧发送到STA。STA可以将指示数据帧已经被成功接收的ACK帧发送到AP并且可以被切换到睡眠状态。
图12示出其中AP发送DTIM的示例。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态以便于从AP接收包括DTIM元素的信标帧。经由接收到的DTIMSTA可以确认将会发送多播/广播帧。在发送包括DTIM的信标帧之后，AP可以在没有PS轮询帧传输和接收的情况下立即发送数据(即，多播/广播帧)。在接收包括DTIM的信标帧之后，STA可以在唤醒状态下接收数据并且可以在完成数据接收之后再次切换到睡眠状态。
TIM结构
在基于参考图9至图12描述的TIM(或者DTIM)协议的PM模式管理方法中，STA可以经由被包括在TIM元素中的STA可以确认要被发送的数据帧是否存在。在与AP关联之后STA标识可以与被指配给STA的关联标识符(AID)有关。
AID被用作用于一个BSS内的每个STA的唯一的标识符。例如，在当前WLAN系统中，AID可以是1至2007的值中的一个。在当前定义的WLAN系统中，在通过AP和/或STA发送的帧中14个比特被指配给AID。虽然直至16383可以作为AID值被指配，但是可以保留2008至16383。
根据现有的定义的TIM元素没有被适当地应用于其中大量(例如，超过2007个)的STA与一个AP相关联的M2M应用。如果在没有变化的情况下现有的TIM结构扩展，则考虑到具有低传送速率的应用，TIM位图的大小太大而不能以现有的帧格式支持和适合于M2M通信。另外，在M2M通信中，预计其中在一个信标时段期间存在接收数据帧的STA的数目非常小。因此，在M2M通信中，因为TIM位图的大小被增加但是大多数比特具有0的值，所以存在对于有效地压缩位图的技术的需求。
作为现有的位图压缩技术，提供省略在位图的前面部分连续出现的0并且定义偏移(或者开始点)的方法。然而，如果其中存在缓冲的帧的STA的数目小但是在STA的AID值之间的差大，则压缩效率差。例如，如果仅要被发送到分别具有10和200的AID值的仅两个STA的帧被缓冲，则压缩的位图的长度是1990但是除了两端之外的所有比特具有0的值。如果可以与一个AP相关联的STA的数目小，则位图压缩低效不是问题，但是，如果STA的数目增加，则位图压缩低效劣化了整个系统性能。
作为解决此问题的方法，AID可以被划分为数个组以更加有效地执行数据传输。特定的组ID(GID)被指配给每个组。将会参考图13描述基于组指配的AID。
图13(a)示出基于组指配的AID的示例。在图13(a)的示例中，AID位图的前部分的数个比特可以被用于指示GID。例如，通过AID位图的前两个比特可以表达四个GID。如果AID位图的总长度是N个比特，则前两个比特(B1和B2)指示AID的GID。
图13(a)示出基于组指配的AID的另一示例。在图13(b)的示例中，可以根据AID的位置指配GID。这时，通过偏移和长度值可以表达使用相同GID的AID。例如，如果通过偏移A和长度B表达GID1，则这意指在位图上的A至A+B-1的AID具有GID1。例如，在图13(b)的示例中，假定1至N4的所有的AID被划分为四个组。在这样的情况下，属于GID1的AID是1至N1并且可以通过偏移1和长度N1表达。可以通过偏移N1+1和长度N2-N1+1来表达属于GID2的AID，可以通过偏移N2+1和长度N3-N2+1表达属于GID3的AID，并且可以通过偏移N3+1和长度N4-N3+1表达属于GID4的AID。
如果基于组指配的AID被引入，则在根据GID改变的时间间隔允许信道接入，以解决针对大量的STA缺乏TIM元素并且有效地执行数据传输和接收。例如，在特定的时间间隔期间可以仅许可与特定组相对应的(一个或多个)STA的信道接入，并且可以限制剩余的(一个或多个)STA的信道接入。仅特定(一个或多个)STA的接入被许可的预定时间间隔也可以被称为限制接入窗口(RAW)。
将会参考图13(c)描述根据GID的信道接入。图13(c)示出如果AID被划分为三个组根据信标间隔的信道接入机制。在第一信标间隔(或者第一RAM)，属于GID1的STA的信道接入被许可但是属于其他的GID的STA的信道接入没有被许可。对于这样的实现，第一信标包括用于与GID1相对应的AID的TIM元素。第二信标帧包括用于与GID2相对应的AID的TIM元素并且从而在第二信标间隔(或者第二RAM)期间仅许可与属于GID2的AID相对应的STA的信道接入。第三信标帧包括用于与GID3相对应的AID的TIM元素并且从而在第三信标间隔(或者第三RAM)期间仅许可与属于GID3的AID相对应的STA的信道接入。第四信标帧包括用于与GID1相对应的AID的TIM元素并且从而在第四信标间隔(或者第四RAM)期间仅许可与属于GID1的AID相对应的STA的信道接入。甚至在第五和后续的信标间隔(或者第五和后续RAM)中可以仅许可与通过被包括在信标帧中的TIM指示的特定组相对应的STA的信道接入。
虽然在图13(c)中根据信标间隔允许的GID的顺序是循环或者周期的，但是本发明不限于此。即，通过在TIM元素中仅包括属于特定(一个或多个)GID的(一个或多个)AID，在特定时间间隔(例如，特定RAW)期间可以仅许可与特定(一个或多个)AID相对应的(一个或多个)STA的信道接入并且不可以许可剩余的(一个或多个)STA的信道接入。
上述基于组的AID指配方法也可以被称为TIM的等级结构。即，整个AID空间可以被划分为多个块并且仅可以许可与具有非零值的特定组相对应的(一个或多个)STA(即，特定组的STA)的信道接入。具有大的大小的TIM被划分为小块/组使得STA容易地保持TIM信息并且根据STA的分类、QoS或者用途容易地管理块/组。虽然在图13的示例中示出具有2级的层，但是具有两或者更多级的分级结构的TIM可以被构造。例如，整个AID空间可以被划分为多个寻呼组，每个寻呼组可以被划分为多个块，并且每个块可以被划分为多个子块。在这样的情况下，作为图13(a)的示例的扩展，AID位图的前N1比特指示寻呼ID(即，PID)，下N2比特指示块ID，下N3比特指示子块ID，并且剩余的比特指示子块中的STA比特位置。
在本发明的下面的示例中，基于预定的分级组划分和管理STA(或者被指配给STA的AID)的各种方法被应用，并且基于组的AID指配方法不限于上述示例。
改进的信道接入方法
如果基于组指配/管理AID，则属于特定组的STA可以仅在被指配给组的“组信道接入间隔(或者RAM)”使用信道。如果STA支持M2M通信，则用于STA的业务可以具有在长的时段(例如，数十分钟或者数个小时)产生的特性。因为这样的STA不需要频繁地处于唤醒状态，所以STA可以在长的时间段内处于睡眠模式中并且被偶然地切换到唤醒状态(即，STA的唤醒间隔可以被设置为长)。具有长的唤醒间隔的STA可以被称为在“长睡眠者”或者“长睡眠”模式中操作的STA。唤醒间隔被设置为长的情况不限于M2M通信，并且甚至在正常WLAN操作中根据STA的状态或者STA的环境唤醒间隔可以被设置为长。
如果唤醒间隔被设置，则STA可以确定是否其本地时钟超过唤醒间隔。然而，因为STA的本地时钟通常使用便宜的振荡器，所以错误概率高。另外，如果STA在长的睡眠模式下操作，则错误可以随着时间而增加。因此，偶而唤醒的STA的时间同步可以不匹配AP的时间同步。例如，虽然STA计算何时STA可以接收要被切换到唤醒状态的信标帧，但是STA不可以在该时刻精确地从AP接收信标帧。即，由于时钟漂移，如果STA在长的睡眠模式下操作则STA可能丢失信标帧并且这样的问题可能频繁地出现。
图14至图16是示出如果组信道接入间隔被设置的STA的操作的示例的图。
在图14的示例中，STA3可以属于组3(即，GID＝3)，在被指配给组1的信道接入间隔唤醒并且执行用于请求来自于AP的帧传输的PS轮询。从STA接收PS轮询的AP将ACK帧发送到STA3。如果要发送到STA3的缓冲的数据存在，则AP可以经由ACK帧提供指示要被发送的数据存在的信息。例如，被包括在ACK帧中的具有1比特的大小的“更多数据”字段(或者MD字段)的值可以被设置为1(即，MD＝1)以指示上述信息。
因为当STA3发送PS轮询时的时间属于用于组1的信道接入间隔，所以即使要被发送到STA3的数据存在，在发送ACK帧之后AP没有立即发送数据，而是在被指配给STA3属于的组3的信道接入间隔(图14的GID3信道接入)将数据发送到STA3。
因为STA3从AP接收被设置为MD＝1的ACK帧，所以STA3连续地等待来自于AP的数据的传输。即，在图14的示例中，因为STA3不能在唤醒之后立即接收信标帧，所以在根据基于其本地时钟的计算STA3唤醒时的时间对应于被指配给STA3属于的组的信道接入间隔，并且要被发送的数据存在的假定下，STA3将PS轮询发送到AP。可替选地，因为STA3在长睡眠模式下操作，所以在没有被执行时间同步的假定下，如果要向其发送的数据存在，则STA3可以发送PS轮询以便于接收数据。因为STA3从AP接收到的ACK帧指示要被发送到STA3的数据存在，所以在间隔中其信道接入被许可的假定下，STA3连续地等待数据接收。即使当数据接收不被允许时STA3没有必要地消耗功率，直到从下一个信标帧中包括的信息适当地执行时间同步。
特别地，如果STA3在睡眠模式下操作，则不可以频繁地接收信标帧，甚至在STA2不属于的信道接入间隔可以执行CCA，从而引起不必要的功率消耗。
接下来，在图15的示例中，当具有GID1(即，属于组1)的STA唤醒时信标帧丢失。即，没有接收包括向其指配的GID(或PID)的信标帧的STA连续地处于唤醒状态下直到接收到包括其GID(或者PID)的信标帧。即，虽然STA在向其指配的信道接入间隔唤醒，但是STA不能够确认其GID(或者PID)是否被包括在经由信标帧发送的TIM中，并且从而不能够确认时刻是否对应于向其组指配的信道接入间隔。
在图15的示例中，从睡眠状态切换到唤醒状态的STA连续地处于唤醒状态直到在第一信标帧已经被丢失之后接收到包括其GID(即，GID1)的第四信标帧，从而引起不必要的功率消耗。结果，在不必要的功率消耗之后，STA可以接收包括GID1的信标帧并且然后可以执行RTS传输、CTS接收、数据帧传输和ACK接收。
图16示出在用于其它组的信道接入间隔STA唤醒的情况。例如，具有GID3的STA可以在用于GID1的信道接入间隔唤醒。即，具有GID3的STA在唤醒之后不必要地消耗功率直到接收具有其GID的信标帧。如果经由第三信标帧接收到指示GID3的TIM，则STA可以识别用于其组的信道接入间隔并且通过RTS和CTS在CCA之后执行数据传输和ACK接收。
在本发明中，如上所述，如果基于组限制的接入被许可，则用于防止或者减少STA的不必要的功率消耗的改进的信道接入方法被提出。特别地，本发明提出的信道接入方法可应用于在很可能没有执行与AP的时间同步的长睡眠模式下操作的STA。
在本发明中，如果从睡眠状态切换到唤醒状态的STA将包括与信道接入请求有关的信息的帧(第一帧)发送到AP，则能够使用在AP处发送包括指示是否许可信道接入的信息的帧(第二帧)的方法来防止STA的不必要的功率消耗。指示是否许可信道接入的信息的代表性示例可以是定时信息。第一帧可以是现有的PS轮询帧或者本发明提出的新帧(例如，信道接入请求帧)。第二帧可以是现有的ACK帧、接入控制帧或者本发明提出的新帧(例如，信道接入响应帧)。在下文中，将会描述本发明的详细示例。
根据本发明，即便没有接收到信标帧(可替选地，即便STA直到包括其GID(或者PID)的信标帧被接收时才保持唤醒状态)，在长睡眠模式下操作的STA可以执行对从AP到STA的信道(即，下行链路(DL)信道)和/或从STA到AP的信道(即，上行链路(UL)信道)的接入。
在这样的情况下，STA可以将第一帧发送到AP以请求信道接入。在本发明中第一帧可以是PS轮询或者信道接入请求(CA-REQ)帧。本发明不限于此并且包括在本发明的各种示例中描述的信息的预定帧可以被统称为第一帧。
可以在任何时间发送第一帧。即，即使当STA不能够确认向其发送的DL数据是否存在时(例如，即使当没有接收到TIM时)，也可以发送第一帧。
图17是示出通过本发明提出的信道接入请求(CA-REQ)帧格式的示例的图。
通常，帧可以包括MAC报头、有效载荷和帧校验序列(FCS)。某些帧可以不具有有效载荷部分。MAC报头的前2个八位字节(即，16个比特)对应于帧控制字段。帧控制字段可以包括协议版本字段、类型字段、子类型字段、更多数据(MD)字段等等。帧的最后的2个八位字节可以是由FCS组成。
如在图17(a)中所示，CA-REQ帧可以包括STA的标识符(即，AID)和AP的标识符(即，BSSID)。AID被填充有被指配给STA的AID并且BSSID可以被填充有STA将CA-REQ帧发送到的AP的标识符。指示帧是否是CA-REQ帧的信息可以使用帧控制字段的类型字段和子类型字段来指示。如果STA具有要被发送到AP的UL数据，则帧控制字段的MD比特可以被设置为1以发送CA-REQ帧。在这样的情况下，因为AID字段包括AID属于的GID(或者PID)(即，通过STA的AID，AP能够确认AID所属于的GDI(或者PID))，所以GID(或者PID)字段不需要被单独地包括在CA-REQ帧中。
另外，通过分级的AID结构可以指示STA的GID，并且AID范围内的特定的AID范围可以被用于指示GID(参见图13(a))。因此，如在图17(b)中所示，CA-REQ帧可以被配置为单独地包括AID字段和GID字段。
作为附加的示例，如在图17(c)中所示，除了图17(a)的示例性帧结构之外，CA-REQ帧可以进一步包括UL/DL指示符字段。UL/DL指示符字段可以指示CA-REQ帧是否是用于DL信道的接入请求或者用于UL信道的接入请求。
在描述第二帧的格式之后，将会详细地描述使用第一帧的各种示例的本发明的实施例。
已经接收到第一帧(例如，PS轮询或者CA-REQ帧)的AP可以响应于其而将第二帧(例如，ACK、接入控制或者信道接入响应(CA-RSP)帧)发送到STA。
图18至图20是示出通过本发明提出的信道接入响应(CA-RSP)帧格式的示例的图。
如在图18至图20中所示，CA-RSP帧的示例可以被定义为包括帧控制字段、AID字段、BSSID字段以及FCS字段。指示帧是否是CA-RSP帧的信息可以使用帧控制字段的类型字段和子类型字段来指示。如果AP具有要被发送到STA的DL数据，则帧控制字段的MD比特可以被设置为1以发送CA-RSP帧。
另外，CA-RSP帧可以包括向在唤醒之后没有接收信标帧的STA(或者发送第一帧的STA)直接地/间接地指示是否许可信道接入的信息。这可以被称为响应信息。
在图18的示例中，响应消息可以包括时间戳信息(图18(a))、ACK信息(图18(b))、信道接入开始偏移(CASO)和许可的信道接入持续时间(GCAD)信息(图18(c))或者当前接入组编号(CAGN)以及下一个接入组开始偏移(NAGSO)信息(图18(d))。每个字段的长度(在图18中L，L1或者L2)可以被设置为预定的值。
另外，在图19的示例中，其中CA-RSP帧的响应信息是由响应类型字段和主体部分组成的示例性格式被示出。响应类型字段的长度可以具有3个比特的长度。在这样的情况下，如果响应信息部分具有1个八位字节的长度，则主体部分具有5个比特的长度，并且如果响应信息部分具有2个八位字节的长度，则主体部分具有13个比特的长度。
在图20的示例中，响应信息的主体部分可以是由信道接入持续时间信息(图20(a))、信道接入持续时间和时间戳信息(图20(b))、当前信道接入组ID(CCAGID)以及下一个接入组偏移(NAGSO)信息(图20(c))、CCAGID、NAGSO、时间戳以及许可的信道接入持续时间(GCAD)信息(图20(d))或者新的组ID(或者新的AID)信息(图20(e))组成。
被包括在第二帧(或者ACK、接入控制或者CA-RSP帧)中的信息可以是示例性的并且可以是图18至图20的各种示例中的至少一个的组合。
在下文中，将会详细地描述使用第一帧和第二帧的本发明的实施例。
图21至图34是示出使用本发明提出的第一和第二帧的改进的信道接入操作的示例的图。
在图21的示例中，在唤醒之后在没有接收信标帧的情况下具有GID3的STA3可以将第一帧(例如，CA-REQ帧)发送到AP。即，即使在除了其组的信道接入间隔之外的时刻STA3也可以将CA-REQ帧发送到AP。响应于此，AP可以将第二帧(例如，CA-RSP帧)发送到STA3。在第二帧中MD＝1可以被设置以向STA3指示要被发送的DL数据存在。
另外，第二帧可以包括时间戳信息(参见图18(a))。STA3可以经由被包括在第二帧中的时间戳值精确地执行与AP的时间同步。已经执行时间同步的STA可以充分精确地计算下一个信标传输时刻，并且在睡眠模式下操作直到该时刻。在下一个信标传输时刻唤醒的STA3可以成功地接收信标以获取当前组信息(即，包括许可其信道接入的组的信息)。基于获取到的当前组信息，STA3可以计算何时其组的信道接入被许可。例如，已经确认其组的信道接入间隔是在第三信标帧之后的STA3可以被切换到睡眠模式为了省电，在第三信标时刻唤醒以试图信道接入，并且从AP接收DL数据。
在图22的示例中，作为被添加到图21的示例的操作，STA从被包括在来自于AP的第二帧中的时间戳信息计算其组的信道接入间隔，并且然后在接收DL数据之前在相对应的时刻唤醒以附加地执行信道接入过程(例如，CA-REQ和CA-RSP的传输和接收)。
在附加的信道接入过程中，AP可以响应于第一帧将包括ACK信息的第二帧(参见图18(b))发送到STA并且然后将数据发送到STA。
可以以如在图18(b)中所示的ACK字段的形式定义被包括在第二帧中的ACK信息，或者与在ACK帧中一样，在第二帧的各种示例(参见图18至图20)中可以将帧控制字段的MD字段设置为1。
另外，如果AP从STA接收第一帧并且STA的信道接入是可能的，则AP不发送CA-RSP帧，如在图21的示例中一样，而是将ACK帧发送到STA以指示信道接入被许可。在这样的情况下，如果要被发送到STA的缓冲的DL数据存在，则ACK帧的MD字段可以被设置为1。
在图23的示例中，在没有发送ACK帧或者包括ACK的第二帧的情况下，已经从STA接收到第一帧的AP可以将DL数据立即发送到STA。在图23的示例中，在GID3信道接入间隔之前的AP和STA的操作等同于图22的操作。当STA在其信道接入间隔将第一帧(例如，CA-REQ帧)发送到AP时，AP可以立即发送DL数据。
在图24的示例中，已经从STA接收到第一帧的AP可以将包括CASO和GCAD的第二帧(参见图18(c))发送到STA。
CASO指示关于何时STA的信道接入开始被许可的信息。即，CASO指示其信道接入当前没有被许可的STA在再次进入睡眠状态之后何时再次唤醒时的信息。另外，CASO可以作为预定的定时器信息被提供(即，当预定的定时器期满时STA可以再次唤醒)。在DL数据传输的情况下，CASO可以被设置为AP将DL数据发送到STA的时间，并且在UL数据传输的情况下，CASO可以被设置为从STA到AP的UL数据传输被许可的时间。可替选地，CASO可以指示下一个目标信标传输时间(TBTT)、STA属于的组的信标传输开始时间、或者STA的组信道接入间隔的开始时间。在DL数据传输的情况下，AP可以在通过CASO指示的时间之后试图将DL数据发送到STA。另外，CASO可以被设置为STA属于的组的信道接入间隔(在图24的示例中，GID3信道接入间隔)的开始位置，不论DL/UL数据传输如何。
GCAD指示信道接入持续时间，并且其参考时间(或者开始时间)是CASO。
即使当STA属于的组没有被确认或者组的信道接入间隔的位置没有被确认时(例如，即使当单独的信标帧没有被接收时)，经由第二帧从AP已经获取CASO和GCAD信息的STA可以在通过CASO指示的时间处试图数据接收。因此，已经经由第二帧接收到CASO和GCAD的STA可以被保持在睡眠状态下直到通过CASO指示的时间，从而实现附加的省电。
图24示出第二帧的MD比特被设置为1使得在通过CASO指示的时间处STA唤醒并且在GCAD期间试图DL数据接收的情况。尽管未示出，但是如果通过STA发送的第一帧的MD比特被设置为1，则在通过CASO指示的时间STA可以唤醒并且在GCAD期间试图进行UL数据传输。
在图25的示例中，已经从STA接收到第一帧的AP可以将包括CAGN和NAGSO信息的第二帧(参见图18(d))发送到STA。
STA可以从CAGN信息确认其信道接入当前被许可的组。另外，STA可以从NAGSO信息确认下一个信道接入间隔的开始时间。在图25的示例中，STA可以从经由第二帧接收到的CAGN信息确认当前组1(即，GID1)的信道接入间隔，并且从NAGSO信息确认其信道接入接下来被许可的组2(即，GID2)的信道接入间隔的开始时间。
如果假定STA获知组的总数目，所有组的信道接入间隔具有相同的时间长度并且组的配置信息是相同的，则STA可以使用CAGN和NAGSO计算其组的信道接入间隔的位置。
等式1
开始偏移(GID)＝NAGSO+(|GID-CAGN-1|mod N)*I
在等式1中，GID表示被指配给STA的组编号，并且GID可以被表达为STA的接入组编号(AGNS)。CAGN表示其接入当前被许可的组的数目，如上所述。NAGSO表示如上所述的下一个接入组的信道接入间隔的开始时间并且可以以μs定义。N表示通过AP支持的组的总数目。I表示一个组的信道接入间隔的长度。||表示绝对值并且mod表示模运算。
在图25的示例中，因为组的总数目是3，STA的GID是3并且当前组编号是1，所以STA属于的组的信道接入间隔的开始时间可以是NAGSO+((3-1-1)mod3)*I＝NAGSO+I。
在等式1中，假定，如果组的总数目是4，则组编号是1、2、3、以及4。如果组数目是0、1、2、以及3，则等式1可以变成下面的等式2。
等式2
开始偏移(GID)＝NAGSO+(|GID-CAGN|mod N)*I
如果AP经由第二帧将CASO和NAGSO信息提供给STA，则STA可以在其组的信道接入间隔的开始时间唤醒并且接收数据，而不在下一个信标时刻唤醒以接收信标帧。
另外，STA应事先获知组的总数目(N)和组信道接入间隔的长度(I)，以便于从经由第二帧提供的CASO和NAGSO信息精确地确定其组的信道接入间隔的开始时间。当STA与AP相关联并且AID(或者GID或者PID)被指配时，可以从AP接收关于值N和I的信息。
在图26的示例中，如果当STA被指配AID(或者GID/PID)时或者在STA在睡眠模式下操作之前没有从AP接收到关于通过AP管理的组的总数目(N)的信息和/或关于一个组信道接入间隔的长度(I)的信息，则AP可以包括并提供第二帧中的信息(例如，值N和I)以及CAGN和NAGSO。STA可以确定与其组相对应的信道接入间隔的开始时间。
另外，在第二帧(例如，CA-RSP帧)中包括CASO和GCAD的方法(参见图18(c))或者包括CAGN和NAGSO的方法(参见图18(d)中，虽然在参考图24至图26的示例中被指配给其组的信道接入间隔没有信道接入操作(例如，第一帧传输)的情况下STA可以执行来自于AP的DL数据接收，但是本发明不限于此。即，如参考图21至图23所描述的，即使在使用第二帧的另一示例性格式的方法中，当STA在其信道接入间隔试图进行信道接入时，第一帧传输、第二帧接收、数据接收(与图22的示例相似)、第一帧传输、ACK帧接收以及数据接收(与图22的示例相似)或者第一帧传输和数据接收(与图23的示例相似)可以被执行。
在图27的示例中，当AP响应于从STA接收到的第一帧(例如，CA-REQ或者PS轮询帧)发送第二帧(例如，CA-RSP帧或者ACK帧)时，如果AP具有要被发送到STA的数据，则第二帧的MD比特可以被设置为1并且向STA指示。可替选地，在接收第一帧(例如，PS轮询)之后AP可以在没有发送ACK的情况下将数据立即发送到STA。
在图28的示例中，当STA将第一帧(例如，CA-REQ或者PS轮询帧)发送到AP时，如果STA具有要被发送到AP的数据，则第一帧的MD比特可以被设置为1并且向AP指示。可替选地，如果从AP接收ACK或者数据，则STA可以发送PS轮询帧并且然后将数据发送到AP。
图27和图28示出从在唤醒之后没有立即接收信标帧的STA发送到AP的第一帧和是对其的响应的第二帧分别是CA-REQ和CA-RSP，并且在STA属于的组的信道接入间隔被用于A信道接入的第一和第二帧分别是PS轮询和ACK帧的情况。本发明不限于此，并且各种情况是可能的，诸如在唤醒之后没有立即接收信标帧的STA为了信道接入所使用的第一帧是PS轮询帧的情况，和在其信道接入间隔被发送到AP的第一帧是CA-REQ的情况。
虽然在图27和图28的示例中，在唤醒之后没有立即接收信标帧的STA发送第一帧用于信道接入，并且响应于其接收第二帧以获取关于STA属于的组的信道接入间隔的信息，与图25相类似，本发明不限于此。即，根据图17和图18的任意一种格式可以配置在STA从睡眠模式切换到唤醒模式之后首先与AP交换的第一和第二帧的示例。
在图29的示例中，如果STA从睡眠模式切换到唤醒模式以便于发送UL帧(例如，数据帧、控制帧、管理帧等等)，则即使当信标帧没有被接收时，STA也可以将第一帧发送到AP。在这样的情况下，STA可以将第一帧的帧控制字段的MD比特设置为1并且发送第一帧以便于通知AP存在要在UL中发送的数据。另外或者可替选地，与在图17(c)的示例中一样，UL/DL指示符信息可以被包括在第一帧中以便显式地指示是否STA发送的第一帧(例如，CA-REQ帧)是用于DL接收的信道接入请求或者用于UL传输的信道接入请求。
已经从STA接收到第一帧的AP可以从被包括在第一帧中的AID信息提取STA的GID信息。基于此信息，AP可以确定是否许可STA的信道接入。例如，当接收到STA的第一帧时AP可以确定是否许可STA的信道接入。在图29的示例中，因为AP从STSA接收第一帧的时间是用于组1(即，GID1)的信道接入间隔并且AP从第一帧的AID信息提取的STA的GID是1，所以AP可以确定STA的信道接入被许可。因此，AP可以在第二帧包括指示是否许可STA的信道接入的信息并且将第二帧发送到STA。
例如，可以以在图19中示出的格式配置第二帧。即，被添加到第二帧的基本字段(例如，帧控制字段、AID字段、BSSID字段以及FCS字段)的字段可以被统称为响应信息字段，并且响应信息字段包括响应类型字段和主体部分。例如，响应类型字段可以具有3个比特的大小。响应类型字段的值可以指示是否许可STA的信道接入，如上所述。例如，在第二帧的响应信息字段中的响应类型字段的值可以被定义以具有在下面表1中示出的意义。
表1
如在表1中所描述的，如果AP接受STA的信道接入(例如，如果用于GID信道接入间隔的GID匹配被指配给STA的GID)，则在第二帧中的响应类型字段可以被设置为000并且第二帧可以被发送到STA。
另外，响应类型字段的值000可以意指用于STA的请求(使用CA-REQ或者PS轮询的信道接入请求)的ACK。因此，已经接收到其中响应类型被设置为000的第二帧的STA，如果该STA具有要被发送到AP的UL数据(例如，如果STA将第一帧中的MD比特设置为1并且将第一帧发送到AP)则可以执行UL信道接入，并且如果该STA具有要从AP接收的数据(例如，如果AP将第二帧中的MD比特设置为1并且将第二帧发送到STA)则等待并且从AP接收DL数据。
通过AP发送的第二帧可以包括关于当前信道接入持续时间的信息以及响应类型字段(参见图20(a))。STA可以在当前信道接入持续时间期间执行信道接入，并且如果信道接入持续时间结束则停止信道接入。
第二帧可以包括时间戳信息使得STA精确地执行与AP的时间同步(参见图20(b))。时间戳信息可以被定义为仅当响应类型的值是000(即，信道接入接受)是才被包括。可替选地，为了将精确的时间同步提供给STA，不论响应类型的值如何，时间戳信息可以始终被包括在第二帧中。
AP可以拒绝STA的信道接入请求。例如，如果与当前信道接入间隔相对应的GID不匹配STA的GID或者试图当前信道接入的STA的数目太大，则STA的信道接入请求可以被禁止。在这样的情况下，AP可以将响应类型设置为001并且将第二帧发送到STA。
另外，第二帧的主体部分可以包括当前信道接入组ID(CCAGID)和下一个接入组开始偏移(NAGSO)字段(参见图20(c))。CCAGID对应于上述CAGN信息。如果响应类型是001(即，信道接入拒绝)则本示例可以更加合适地使用。例如，其信道接入已经被拒绝的STA可以从被包括在第二帧中的CCAGID和NAGSO信息基于等式1或者2计算STA属于的组的信道接入间隔的开始位置(或者开始偏移)。因此，STA可以在STA属于的组的信道接入间隔的开始时间试图进行信道接入。
第二帧的主体部分可以包括信道接入开始偏移(CASO)和许可的信道接入持续时间(GCAD)字段(未示出)，替代CCAGID和NAGSO。如果响应类型是001(即，信道接入拒绝)这可以更加合适地使用。已经经由第二帧从AP获取CASO和GCAD信息的STA可以从通过CASO指示的时间开始在GCAD期间试图进行数据接收。
除了CCAGID和NAGSO之外，第二帧的主体部分还可以包括时间戳和GCAD字段(参见图20(d))。如果响应类型是001(即，信道接入拒绝)这可以被更加合适地使用。
在参考图19和图20描述的第二帧格式的附加示例中，时间戳、CCAGID、NAGSO、CASO以及GCAD中的至少一个可以被定义为始终被包括在第二帧中，不论响应类型的值(即，信道接入接受)如何。因此，STA可以更加精确地计算STA属于的组的信道接入间隔。
另外，AP可以改变STA属于的组以许可到STA的数据传输。在这样的情况下，第二帧的响应类型可以被设置为010并且新的GID(或者新的AID)可以被包括在主体部分中。例如，虽然请求信道接入(或者发送第一帧)的STA的GID X不匹配当前信道接入间隔的GID Y，但是考虑到当前网络情形(例如，如果当前组的接入STA的密度低或者如果请求信道接入的STA是处于紧急状态下)AP可以确定许可STA的信道接入。在这样的情况下，AP可以将Y作为新的GID重新指配给STA，使得在当前信道接入间隔STA执行信道接入。如果GID没有被单独地设置而是从被包括在AID中的信息估计，则AP可以在第二帧中包括新的AID并且将第二帧发送到第二帧，从而指配新的AID。
已经接收到其中响应类型是001的第二帧(即，在与当前时间相对应的信道接入间隔不许可STA的信道接入)的STA可以使用被包括在第二帧中的信息计算信道接入许可时间和其持续时间。STA可以是处于睡眠状态下直到该时间并且然后在该时间切换到唤醒状态，从而试图进行信道接入。
在DL信道接入的情况下，在通过计算结果确定的时间之后STA可以等待来自AP的DL数据接收。可替选地，对于DL信道接入，STA可以在通过计算结果确定的时间请求来自于AP的信道接入(第一帧(CA-REQ或RS轮询帧)的传输)。响应于此，AP可以将第二帧(例如，CA-RSP、ACK等等)发送到STA并且然后发送DL数据或者在没有第二帧传输的情况下可以将DL数据立即发送到STA。
在UL信道接入的情况下，STA可以请求第一帧的UL信道接入(例如，第一帧(例如，CA-REQ或者RTS)的传输)或者可以在通过计算结果确定的时间在没有第一帧传输的情况下发送UL数据。如果从STA接收CA-REQ帧，则AP可以发送CA-RSP帧或者ACK帧。可替选地，如果从STA接收RTS，则AP可以发送CTS。可替选地，在没有第一帧或者RST的情况下，如果从STA接收数据，则AP可以发送ACK。
在图30至图34的示例中，将会描述使用PS轮询帧作为本发明提出的第一帧的方法。PS轮询帧意指从STA发送到AP的帧以便执行DL信道接入过程(即，确认AP是否具有要发送到STA的数据的过程)。响应于此，如果要被发送到STA的数据存在，则AP可以发送数据或者发送其中MD＝1的ACK并且然后发送数据。如果要被发送到STA的数据不存在，则AP可以将其中MD＝0被设置的ACK发送到STA。
现有的PS轮询帧可以包括用于通知AP已经接收被包括在信标帧中的TIM的STA唤醒并且准备接收DL数据的作用，如参考图10或者图11所描述的。然而，虽然在本发明中使用的PS轮询帧的格式(即，作为第一帧的示例的PS轮询帧)可以等同于现有的PS轮询帧的格式，但是甚至通过没有接收信标帧(即，没有接收TIM)的STA也可以发送PS轮询帧。
在图30的示例中，处于睡眠状态(或者瞌睡状态)下的STA可以被切换到唤醒状态以将第一帧(例如，PS轮询帧)发送到AP以便于确认要被发送的DL数据是否存在。响应于此，AP可以将指示要被发送到STA的数据存在(即，MD＝1被设置)的第二帧(例如，ACK帧)发送到ACK。其后，AP可以将DL数据发送到STA并且STA可以响应于其而将ACK发送到AP。
在本发明的示例中，当AP将第二帧(即，作为对STA的信道接入请求(或者PS轮询)的响应的ACK帧或者响应帧)发送到STA时，STA可以包括直接地/间接地指示STA属于的组的信道接入间隔的信息(例如，时间同步信息)。例如，如果STA在长睡眠模式下操作，因为当STA唤醒并且发送第一帧时执行与AP的时间同步的可能性高，所以AP可以在第二帧中包括时间戳信息并且发送第二帧。即，根据本发明，虽然STA没有要求来自于AP的时间戳，但是AP可以将未要求的时间戳信息发送到STA。
STA的时间同步信息(例如，时间戳信息)可以被包括在上述第二帧(例如，CA-RSP帧、ACK帧等等)中或者如果在没有ACK的情况下发送数据则可以在数据帧上捎带的状态下发送。
在图31的示例中，具有PID(页面ID)＝2的STA可以将第一帧(例如，PS轮询)发送到AP。AP可以设置MD＝1以指示要被发送到STA的数据存在，同时响应于PS轮询帧发送ACK。当AP准备要发送到STA的数据时，时间同步信息(例如，时间戳信息)可以被发送到STA。作为经由其发送时间戳信息的帧，第二帧(图18(a)的CA-RSP帧格式)的示例可以被使用。可替选地，在图31的示例中，可以使用单独的帧(例如，接入控制帧)以独立的方式发送时间戳信息。接入控制帧可以包括指示STA的信道接入请求是否被许可的信息(例如，响应类型字段)。在图31的示例中，因为STA的PID等于当前信道接入间隔的PID，所以信道接入被许可。因此，接入控制信息可以包括指示信道接入接受的信息和时间戳信息。已经接收时间戳信息的STA可以基于时间戳信息调节其时间。其后，AP可以将数据发送到STA并且STA可以响应于其发送ACK并且再次在睡眠模式下操作。可替选地，可以在与数据帧级联的状态下发送第二帧。
因为AP可以从STA的AID隐式地确认STA是否在长睡眠模式下操作，所以可以确定STA的时间同步信息(例如，时间戳信息)是否被提供给STA。另外，当STA将第一帧(例如，CA-REQ或者PS轮询帧)发送到AP时，STA可以包括显式地指示STA在长睡眠模式下操作的信息。如果AP从上面的信息确认STA在长睡眠模式下操作，则时间同步信息(例如，时间戳信息)可以被提供给STA。
虽然在上面的示例中时间戳信息被描述为STA的时间同步信息，但是本发明不限于此。即，STA可以给STA不仅提供用于直接地/间接地调节时间同步的信息而且提供在图18至图20中示出的各种信息。例如，关于STA唤醒的时间偏移(例如，CASO)的信息可以经由第二帧(例如，CA-RSP帧、ACK帧等等)提供。
在图32的示例中，如果具有PID＝1的STA发送第一帧(例如，PS轮询帧)并且AP具有要被发送到STA的数据，则AP可以响应于PS轮询帧发送其中MD＝1被设置的ACK帧。然而，因为当前信道接入间隔是用于与PID＝2相对应的STA，所以具有PID＝1的STA的信道接入没有被许可。因此，AP可以将包括指示信道接入被拒绝的信息的第二帧(例如，接入控制帧)发送到STA。另外，AP可以在接入控制帧中附加地包括关于开始偏移(或者开始时间)的信息，使得STA在睡眠状态下操作直到用于STA属于的PID的信道接入间隔。然后，STA可以在通过开始偏移值指示的时间唤醒以执行信道接入操作(例如，第一帧(例如，PS轮询帧)的传输)并且适当地接收其DL数据。
在图33的示例中，如果具有PID＝1的STA发送第一帧(例如，PS轮询帧)并且AP具有要被发送到STA的数据，则执行与图32相同的操作。然而，为了简化信道接入请求/响应程序，尽管用于STA的数据存在，但是如果STA的PID不匹配当前信道接入间隔的PID，则AP可以将第二帧(例如，ACK帧)的MD比特设置为0。另外，关于何时用于STA属于的PID的信道接入间隔开始(即，开始偏移)的信息可以与ACK一起被提供给STA。可以使用各种格式的第二帧(例如，CA-RSP帧、ACK帧、信道接入帧等等)。
在上面的示例中，已经从AP接收到关于信道可接入时间的信息的STA可以在睡眠模式下操作并且然后在那个时间唤醒以试图信道接入。在这样的情况下，被唤醒的STA可以发送第一帧(例如，CA-REQ或者PS轮询帧)或者在没有发送第一帧的情况下等待DL数据。
在图34的示例中，如果具有PID＝1的STA发送第一帧(例如，PS轮询帧)并且AP具有要被发送到STA的数据，则执行与图33相同的操作。然而，在本示例中，AID(或者PID/GID)可以被重新指配给不属于当前信道接入间隔的PID的STA以在当前信道接入间隔许可信道接入，从而简化STA和AP的操作。在图34的示例中，已经接收到具有PID＝1的STA的第一帧的AP可以发送用于将当前信道接入间隔的PID2重新指配为具有PID＝1的STA的新PID的信息。使用第二帧的示例性格式(例如，图20(e))或者新的独立的帧(例如，接入控制帧)可以使用上述信息。在这样的情况下，第二帧的响应类型字段可以被设置为指示AID(或者PID/GID)重新指配的值，替代指示信道接入接受或者拒绝的值。因此，STA可以将AID(或者PID/GID)重新设置为新的值，在当前信道接入间隔执行到AP的信道接入，并且适当地接收DL数据。
另外，即使AP重新指配STA的AID(或者PID/GI)，STA的时间同步信息(例如，时间戳信息、关于STA唤醒的时间偏移(例如，CASO)的信息、信道接入持续时间信息等等)可以被附加地提供给STA。即，如上所述，AP可以在第二帧中包括STA的时间同步信息，不论用于在当前信道接入间隔(在任何时间)请求信道接入(即，发送第一帧)的STA的信道接入接受/拒绝/ID指配如何。另外，时间同步信息可以包括时间戳信息、下一个信标传输时间信息、关于STA唤醒的时间偏移(例如，CASO)的信息、关于STA可以使用信道的持续时间(例如，GCAD)的信息等等。
图35是图示根据本发明的示例的信道接入方法的流程图。
在步骤S3510中，第一STA(例如，非AP STA)可以从睡眠状态切换到唤醒状态。
在步骤S3520中，第一STA可以将本发明提出的第一帧(例如，PS轮询或者CA-REQ帧)发送到第二STA(例如，AP)。例如，如果第一STA唤醒，则第一STA可以在任何时间(例如，即使当没有经由信标帧获取TIM时)发送第一帧。
在步骤S3530中，考虑到在通过第一STA发送的第一帧中包括的信息、与当前信道接入间隔相对应的组编号、以及网络状态，第二STA可以确定第一STA的信道接入是否被许可。
在步骤S3540中，第二STA可以响应于从第一STA接收到的第一帧将本发明提出的第二帧(例如，ACK、CA-RSP或者接入控制帧)发送到第一STA。第二帧可以包括定时信息，诸如第一STA的时间同步信息或者关于在进入睡眠模式之后何时STA唤醒的信息。在本发明的上述示例中描述的信息可以被包括在第二帧中。
因此，虽然没有执行与第二STA的时间同步，但是第一STA可以执行信道接入同时最小化功率消耗。
在本发明的上述实施例中描述的详情可以被独立地应用或者两个或者更多个实施例可以被同时应用。
图36是示出根据本发明的一个实施例的无线设备的配置的框图。
AP可以包括处理器11、存储器12以及收发器13。STA20可以包括处理器21、存储器22以及收发器23。例如，收发器13和23可以发送/接收射频(RF)信号和根据IEEE802系统实现物理层。处理器11和21可以分别被连接到收发器13和21以实现根据IEEE802系统实现物理层和/或MAC层。处理器11和21可以被配置为根据本发明的上述各种实施例实现操作。另外，实现根据本发明的上述实施例的AP和STA的操作的模块可以被存储在存储器12和22中并且可以通过处理器11和21分别执行。存储器12和22可以被安装在处理器11和21的内部或者外部以通过已知的装置分别被连接到处理器11和21。
AP和STA设备的详细配置可以被实现使得在本发明的上述实施例中描述的详情被独立地应用或者两个或者更多个实施例被同时应用。在这样的情况下，为了清楚起见从描述中将会省略重叠的详情。
通过各种手段，例如，硬件、固件、软件、或者其组合能够实现本发明的上述实施例。
在通过硬件实现本发明的情况下，能够通过专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现本发明的实施例。
如果通过固件或软件来实现本发明的操作或功能，则能够以例如模块、过程、函数等的各种格式的形式来实现本发明。可以在存储单元中存储软件代码，使得能够通过处理器来驱动。存储单元可以位于处理器内部或外部，使得它能够经由各种公知部件来与前述处理器进行通信。
已经给出了本发明的示例性实施例的详细描述以使得本领域内的技术人员能够实现和实施本发明。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域内的技术人员能够明白，在不偏离所附权利要求中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。例如，本领域内的技术人员可以彼此组合地使用在上面的实施例中描述的各种构造。因此，本发明应当不限于在此所述的特定实施例，而是应当符合与在此公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
工业实用性
虽然本发明的上述各种实施例被应用于IEEE802.11系统，但是本发明的实施例可应用于各种移动通信系统。

Claims (13)

1.一种在无线通信系统中在站STA处执行信道接入的方法，所述方法包括：
在特定站接收指配给站的每个组的包括有关信道接入间隔的信息的信标帧，其中所述特定站被允许接入在指配给包括所述特定站的特定站组的信道接入间隔内的信道；
在特定站将省电PS轮询帧发送到接入点AP；和
响应于所述PS轮询帧，在特定站从所述AP接收响应帧，
其中，所述响应帧包括用于所述特定站的信道接入开始偏移的值，以及
其中，所述响应帧能重新调度用于所述特定站的所述信道接入间隔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道接入开始偏移的值确定在进入睡眠状态之后所述特定站何时再次唤醒。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PS轮询帧包括所述特定站的关联标识符(AID)、被指配给所述特定站的组标识符(GID)或者上行链路(UL)/下行链路(DL)信道接入请求指示符信息中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述响应帧包括时间戳、对所述PS轮询帧的应答(ACK)、许可的信道接入持续时间、当前接入组编号、当前信道接入组标识符、下一个接入组开始偏移或者新STA标识符中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述信道接入开始偏移是所述特定站的下行链路数据接收开始时间、许可所述特定站的上行链路数据传输的信道接入间隔的开始时间、下一个信标传输时间、用于与所述特定站组的下一个信标传输开始时间、或者所述特定站组的信道接入开始时间中的一个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述响应帧包括响应类型信息，并且
所述响应类型信息指示信道接入允许、信道接入拒绝或者STA标识符重新指配中的一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述特定站从睡眠状态切换到唤醒状态，则所述PS轮询帧被发送。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在没有接收包括业务指示映射(TIM)的信标的情况下，在所述特定站的唤醒状态下允许所述PS轮询帧的传输。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述特定站的页面标识符是否匹配与当前信道接入间隔有关的页面标识符，通过所述AP确定是否许可信道接入。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在没有指配给所述特定站组的信道接入间隔期间执行将所述PS轮询帧发送到所述接入点。
11.一种在无线通信系统的接入点中支持特定站的信道接入的方法，所述方法包括：
发送指配给每一组站的包括有关信道接入间隔的信息的信标帧，其中所述特定站被允许接入在指配给包括所述特定站的特定站组的信道接入间隔内的信道；
从所述特定站接收省电PS轮询帧；和
响应于所述PS轮询帧，将响应帧发送到所述特定站，
其中，所述响应帧包括用于所述特定站的信道接入开始偏移的值，
其中，所述响应帧能重新调度用于所述特定站的所述信道接入间隔。
12.一种站设备，所述站设备用于在无线通信系统中执行信道接入，所述站设备包括：
收发器；和
处理器，
其中，所述处理器被配置为：接收指配给每一组站的包括有关信道接入间隔的信息的信标帧，将省电PS轮询帧发送到接入点，并且响应于所述PS轮询帧，从所述接入点接收响应帧，
其中，所述响应帧包括用于所述站的信道接入开始偏移的值，
其中，特定站被允许接入在指配给包括所述特定站的特定站组的信道接入间隔内的信道，以及
其中，所述响应帧能重新调度用于所述特定站的所述信道接入间隔。
13.一种接入点设备，所述接入点设备用于在无线通信系统中支持站的信道接入，所述接入点设备包括：
收发器；和
处理器，
其中，所述处理器被配置为：发送指配给每一组站的包括有关信道接入间隔的信息的信标帧，从特定站接收省电PS轮询帧，并且响应于所述PS轮询帧将响应帧发送到所述特定站，并且
其中，所述响应帧包括用于所述站的信道接入开始偏移的值，
其中，所述特定站被允许接入在指配给包括所述特定站的特定站组的信道接入间隔内的信道，以及
其中，所述响应帧能重新调度用于所述特定站的所述信道接入间隔。
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