CN104205985A - 上行信号发送方法和站装置、以及上行信号接收方法和接入点装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上行信号发送方法和装置。一种用于在无线局域网(WLAN)系统中借助于站(STA)来向接入点(AP)发送上行信号的方法，该方法包括：感测被另一STA占用的介质；以及在当前被另一STA占用的所述介质上向所述AP发送所述上行信号。

Description

上行信号发送方法和站装置、以及上行信号接收方法和接入点装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，并且更具体地说，涉及用于在无线局域网(WLAN)系统中发送上行信号的方法和装置以及用于接收上行信号的方法和装置。

背景技术

在包括多个通信装置的通信系统中使用的通信方案可以根据通信资源怎样被这些通信装置占用或分配而被划分成基于争用的通信和非基于争用的通信。在非基于争用的通信方案中，接入点(AP)或用于控制AP的控制节点在通信装置与AP之间分配通信资源。与此相反，在基于争用的通信方案中，通信资源通过希望接入AP的通信装置之间的争用来占用。

载波监听多址接入(CSMA)

CSMA是基于争用的通信方案，并且指概率性媒体接入控制(MAC)协议，其中，节点或通信装置在诸如频带的共享发送介质上发送业务之前，验证在同一共享发送介质(还称作共享信道)上不存在其它业务。在CSMA中，发送装置在启动发送针对接收侧的通信之前确定另一发送是否在进行中。换句话说，发送装置在尝试发送业务之前设法检测存在来自另一发送装置的载波。如果感测到该载波，则发送装置在启动其发送之前等待完成通过另一发送装置进行的发送。从而，CSMA是基于“发送前感测”或“讲话前收听”的原理的通信方案。

此时，连同信息通信技术的进步，已经开发了不同的无线电通信技术。在这些技术当中，WLAN是基于射频的技术，其用于允许用户利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)或智能电话的便携式终端，在家中、办公室、或特定服务区中无线地接入因特网。由于用户数量的增加和高容量多媒体服务的启用，因而，需要一种用于增加无线电通信系统中的数据吞吐量的方法。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种用于在基于CSMA的通信系统中在不扩展带宽的情况下增加数据吞吐量的方法。

可以通过本发明实现的技术目的不限于在上文具体描述的内容，而且本领域技术人员根据下面的详细描述更清楚地明白在此未描述的其它技术目的。

技术方案

在本发明一方面，在此提供了一种用于在无线局域网(WLAN)中通过站(STA)来向接入点(AP)发送上行信号的方法，该方法包括以下步骤：感测由介质上的另一STA向所述AP发送的信号，以感测所述介质被所述另一STA占用；以及在被所述另一STA占用的所述介质上向所述AP发送所述上行信号。

在本发明另一方面，在此提供了一种用于在无线局域网(WLAN)中向接入点(AP)发送上行信号的站(STA)，该STA包括：射频(RF)单元，和处理器，该处理器被配置为控制所述RF单元，其中，所述处理器被配置为，利用所述RF单元感测被另一STA占用的介质，并且所述处理器被配置为，控制所述RF单元，在当前被所述另一STA占用的所述介质上向所述AP发送所述上行信号。

在本发明另一方面，在此提供了一种用于在无线局域网(WLAN)中通过接入点(AP)来接收来自站(STA)的上行信号的方法，该方法包括以下步骤：接收在介质上的来自另一STA的信息；并且在接收到来自另一STA的所述信号的所述介质上接收来自所述STA的所述上行信号。

在本发明另一方面，在此提供了一种用于在无线局域网(WLAN)中从站(STA)接收上行信号的接入点(AP)，该接入点包括：射频(RF)单元，和处理器，该处理器被配置为控制所述RF单元，其中，所述处理器在所述RF单元接收来自另一STA的信号的介质上接收所述上行信号。

在本发明的每一个方面，所述STA可以通过在所述介质上感测由所述另一STA向所述AP发送的信号，来感测所述介质被所述STA占用。

在本发明的每一个方面，所述STA可以基于所感测的所述信号，来获取所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、所述信号的类型、以及时间/频率同步信息中的至少一个。

在本发明的每一个方面，所述上行信号可以利用所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、所述信号的类型、以及时间/频率同步信息中的至少一个，在被所述另一STA占用的所述介质上向所述AP发送。

在本发明的每一个方面，可以利用所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、所述信号的类型、以及时间/频率同步信息中的至少一个，在被所述另一STA占用的所述介质上通过所述AP来接收所述上行信号。

在本发明的每一个方面，可以与所述另一STA的频率和信号发送定时同步地发送所述上行信号。

在本发明的每一个方面，当所述STA的频率同步与所述另一STA的频率同步相同时，可以在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

在本发明的每一个方面，当所感测的所述信号是所述另一STA的请求发送(RTS)分组或者是所述另一STA的多个数据段当中的特定顺序内的数据段时，可以在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

上述技术解决方案仅仅是本发明实施方式的一些部分，而且可以导出将本发明的技术特征并入其中的各种实施方式，并且本领域技术人员根据本发明的下列详细描述而明白。

有利效果

根据本发明的实施方式，可以在基于CSMA的系统中有效地执行上行频率同步。

根据本发明的实施方式，可以有效地执行上行MU-MIMO发送。

根据本发明的实施方式，可以改进上行数据吞吐量。

本领域技术人员应当清楚，可以通过本发明实现的这些效果不限于在上文具体描述的内容，而且根据下面的详细描述，将更清楚地明白本发明的其它优点。

附图说明

附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，附图例示了本发明的实施方式，并与本描述一起用于说明本发明的原理。

图1是例示本发明可应用于的IEEE802.11的一示例性结构的图。

图2是例示本发明可应用于的IEEE802.11的另一示例性结构的图。

图3是例示本发明可应用于的IEEE802.11的又一示例性结构的图。

图4是例示WLAN系统的示例性结构的图。

图5是用于说明回退(backoff)过程的图。

图6是用于说明隐藏节点和暴露节点的图。

图8例示了根据本发明一实施方式的基于感测的UL MU-MIMO发送。

图9例示了根据本发明一实施方式的基于感测的频率同步方案。

图10例示了根据本发明另一实施方式的基于感测的MU-MIMO发送。

图11例示了根据本发明又一实施方式的基于感测的MU-MIMO发送。

图12是例示了用于实现本发明的发送装置10和接收装置20的部件的框图。

具体实施方式

下面，对本发明的示例性实施方式进行详细说明。其示例在附图中进行了例示。下面参照附图给出的详细描述旨在说明本发明的示例性实施方式，而非示出可以根据本发明实现的最好实施方式。下列详细描述包括特定细节，以便提供本发明的详尽理解。然而，本领域技术人员应当明白，本发明可以在不需要这种具体细节的情况下来实践。

下述实施方式是本发明的部件和特征的、采用预定格式的组合。这些部件或特征可以被认为是选择性的，除非以其它方式提到。每一个部件或特征都可以在不需要与其它部件或特征相组合的情况下来具体实践。而且，本发明的实施方式可以通过组合这些部件和/或特征中的部分来构造。在本发明的实施方式中描述的操作顺序可以重新排列。任何一个实施方式的某些构造或特征可以被包括在另一实施方式中，并且可以用另一实施方式的对应构造或特征来替换。

提供在下面的描述中使用的特定术语，以帮助理解本发明。这些特定术语可以用本发明技术思想的范围内的其它术语来替换。

在某些情况下，省略了公知结构和装置，以便避免模糊本发明的概念，或者这些结构和装置的重要功能按框图形式示出。贯穿附图使用相同标号来指相同或相似部件。

本发明的实施方式可以由针对诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802系统、第三代合作伙伴计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(3GPP LTE)系统、高级LTE(LTE-A)系统以及3GPP2系统的多种无线接入系统中的至少一种所公开的标准文献所支持。对于为了澄清本发明的技术思想而没有描述的步骤或部分来说，可以对这些文献进行引用。而且，如在此阐述的所有术语都可以通过标准文献来说明。

下列技术可以应用至多种无线无线电接入系统，包括码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统以及单载波频分多址(SC-FDMA)系统。CDMA可以通过诸如通用地面无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术来具体实施。TDMA可以通过诸如全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电业务(GPRS)、或者增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术来具体实施。OFDMA可以通过诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802-20、或者演进UTRA(E-UTRA)的无线电技术来具体实施。为清楚起见，尽管下列详细描述基于IEEE802.11系统来进行，但本发明的技术思想不限于此。

具有冲突检测的载波监听多址接入(CSMA/CD)

CSMA/CD是有线LAN环境中的冲突检测方案，其中，希望在以太网环境中通信的个人计算机(PC)或服务器确认网络上是否出现通信，而且如果另一装置在该网络上发送数据，则该PC或服务器等待并接着发送数据。然而，如果两个或更多个用户(例如，PC、终端等)同时发送数据，则在同时发送之间发生冲突。CSMA/CD是用于通过监视这种冲突来使得能够实现灵活的数据发送的方案。例如，利用CSMA/CD的发送装置通过利用下列规则发送由另一发送装置执行的数据发送来调节其数据发送。

<规则>

X、如果线缆空闲，则发送。

Y、如果线缆繁忙，则继续感测线缆，直到线缆进入待机状态。

V、如果在发送期间感测到冲突，则停止数据发送，发送干扰信号，并接着完整地完成发送。

W、等待随机时间，并接着从步骤X开始重试发送。

具有冲突避免的载波监听多址接入(CSMA/CA)

CSMA/CA是在IEEE802.11标准中指定的MAC协议。根据IEEE802.11标准的WLAN系统使用CA，即，冲突避免方案，以代替在IEEE802.3中使用的CSMA/CD。发送装置总是感测网络的载波。如果网络是空的，则发送装置根据其在一列表中登记的位置来等待预定的时间，并接着发送数据。使用不同的方法来确定该列表中的发送装置之间的优先级，并且重新配置该优先级。在根据IEEE 802.11标准的某些版本的系统中，可能出现冲突，而且在这种情况下，执行冲突感测过程。利用CSMA/CA的发送装置利用下列规则来避免由另一发送装置进行的数据发送与因而进行的数据发送之间的冲突。

<规则>

i)发送装置A执行用于感测另一发送装置是否在发送数据(另一发送装置是否在发送波)的载波感测。

ii)如果感测到该另一发送装置在发送数据，则等待。

iii)由于延迟时间直至发送开始，因而，分配随机时间。

iv)执行载波感测，以检查另一载波是否不存在。

v)开始数据(分组)发送。

多输入多输出(MIMO)

MIMO是用于在发送侧和接收侧都使用多个天线，从而与所使用天线的数量成比例地提升容量或信号干扰噪声比(SINR)的技术。出于参考目的，仅在发送侧利用多个天线的方案被称作多输入单输出(MISO)，仅在接收侧利用多个天线的方案被称作单输入多输出(SIMO)，而在发送侧和接收侧都利用单一天线的方法被称作单输入单输出(SISO)。尽管如此，MIMO技术仍被用于通知MIMO、SIMO、MISO、以及SISO方案。

此时，MIMO技术可以被用于发送分集、波束成型、空间复用等。发送分集是用于通过经由多个发送天线发送同一数据来提升发送可靠性的技术。波束成型被用于通过根据多个天线的信道状态增加权重来增加信号的SNIR。该权重可以被表达为权重矢量或权重矩阵，并且这被称为预编码矢量或预编码矩阵。空间复用是能够通过同时经由多个发送天线发送不同数据、而在不需要增加带宽的情况下按高速率发送数据的技术。空间复用包括针对单一用户的空间复用和针对多个用户的空间复用。针对使用MIMO的单一用户的空间复用被称为单用户MIMO(SU-MIMO)，而针对使用MIMO的多个用户的空间复用被称为空分多址(SDMA)或多用户MIMO(MU-MIMO)。

下面，对MU-MIMO进行更详细的描述。对于SU-MIMO的情况来说，将信号在同一时间/频率物理资源上从单一发送侧发送至单一接收侧，而对于MU-MIMO的情况来说，信号通过应用空间解压缩方案而在同一时间/频率物理资源上，从单一发送侧发送至多个接收侧，或者从多个发送侧发送至单一接收侧。在用于从单一发送侧向多个接收侧发送信号的MU-MIMO技术中，重要的是，通过利用发送侧的多个天线在其中尽可能多地消除干扰的状态下，向每一个接收侧发送信号。在用于从单一发送侧向单一接收侧发送信号的MU-MIMO技术中，重要的是，接收侧利用多个天线分离每一个发送侧的信号。就AP和终端而言，用于利用同一时间/频率资源从单一AP向多个终端发送信号的MU-MIMO尤其被称为下行(DL)MU-MIMO，而用于利用同一时间/频率资源从多个终端向单一AP发送信号的MU-MIMO尤其被称为上行(UL)MU-MIMO。在UL MU-MIMO技术中，因为按不同距离分离并且具有不同的硬件特性的发送侧向单一接收侧发送信号，所以发送侧之间的UL同步处理(例如，用于调节频率偏移和/或UL发送定时偏移的处理)也是非常重要的。

在当前基于CSMA的系统中，UL MU-MIMO发送未被考虑。这是因为，对于UL MU-MIMO发送来说，应当执行异类装置之间的UL同步，但基于CSMA的系统就网络而言是非同步系统。在作为同步系统的蜂窝系统中，基站(BS)通过UL信号测量或计算每一个终端的UL频率偏移或定时偏移，并接着通过向该终端提供该频率偏移和定时偏移作为控制信息，来执行UL同步。与此相反，诸如局域网(LAN)或个人区域网(PAN)的基于CSMA的系统，就链路而言，接收器利用发送分组的前导信号而仅与发送装置同步，而在网络、AP或小区方面，不执行接收器与发送装置之间的同步。换句话说，在基于CSMA的系统中，发送信号的一侧仅迫使接收信号的一侧与其同步，而诸如蜂窝系统中的BS的强力控制实体没有用于控制网络中的每一个装置的频率和定时偏移的功能。

然而，随着基于CSMA的网络的演进，AP的控制功能已经在逐步增加。例如，在IEEE 802.11ac中，DL MU-MIMO发送在AP的控制下被支持。因此，在一演进系统中，还可以考虑UL MU-MIMO。

在蜂窝系统中，UL MU-MIMO发送通常经受下列处理。

·步骤1、BS选择要执行UL MU-MIMO的终端组。

·步骤2、BS针对属于该终端组的每一个终端调度要执行UL发送的时间、频率以及空间资源(例如，预编码矩阵)。

·步骤3、该终端组中的每一个终端都通过由UL调度信息确定的物理资源来执行UL发送。

这样，在现有UL MU-MIMO发送方案中，BS控制要执行MU-MIMO的装置对(或组)和物理资源，并且该终端利用无源地调度的资源来执行UL发送。因此，在大多数情况下，接收用于UL发送的命令的终端无法获知而且不需要获知由其执行的UL发送是UL MU-MIMO发送还是SU MIMO发送，和该终端与哪些终端配对(或分组)。然而，为了根据基于CSMA的系统中的现有方案来执行UL MU-MIMO发送，AP应当执行用于UL发送的调度。这是因为，对于UL MU-MIMO发送来说，通过多个装置发送的分组应当同时地并且以同一频率被AP接收。换句话说，对于ULMU-MIMO发送来说，每一个装置的帧发送定时和频率应当同步。在基于CSMA的系统中，对于每一个装置的时间和频率同步来说，可以考虑这样一种方案，其中，作为接收器的AP如在现有方案中地测量发送装置的发送定时偏移和频率偏移，并且向每一个发送装置通知所测量的值，以使每一个发送装置根据该测量值来补偿发送定时和频率偏移。然而，为了执行该方案，AP需要规则地或者在MU-MIMO发送之前，向每一个装置发送包含用于时间和频率同步的控制信息的分组。这会导致基于CSMA的系统的总开销增加。另外，CSMA方案是这样一种方案，其中，一个发送装置按特定定时排它地使用一种介质，而且即使其它装置希望在这种信道被排它地占用时发送分组，也因分组(CSMA/CD)之间的冲突而应当延迟发送(CSMA/CA)或者应当执行重发送。因此，对于其中针对时间/频率同步还发送一个控制分组的情况来说，与另一基于调度的TDMA或FDMA方案相比，影响其它装置的性能劣化更加严重。而且，如果将调度功能添加至AP，则增加了AP的复杂性。因此，在基于CSMA的系统中，因频繁发送用于UL MU-MIMO发送的控制分组而造成的系统效率劣化可能变严重。

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于感测的频率同步方案。在描述本发明的实施方式之前，例如集中于IEEE802.11系统上，对可以将本发明的实施方式应用至的基于CSMA的系统进行更详细描述。为方便起见，将IEEE802.11系统描述为基于CSMA的系统的示例。然而，本发明的实施方式可以应用至其它基于CSMA的系统。

图1是例示本发明可应用于的IEEE802.11的一示例性结构的图。

IEEE802.11系统的结构可以包括多个组件。可以设置通过组件的相互操作来支持站(STA)针对更高层的透明移动的WLAN。在WLAN系统中，STA是根据IEEE802.11的MAC层/物理层(MAC/PHY)规则操作的装置。STA包括AP STA和非STA。该非STA是由用户直接操纵的装置，如膝上型计算机和移动电话。

参照图1，基本服务集(BSS)可以对应于IEEE802.11LAN中的基本构件。在图1中，存在两个BSS(BSS1和BSS2)，而且在每一个BSS中都包括两个STA(即，BSS1中包括STA1和STA2，而在BSS2中包括STA3和STA4)。图1中指示BSS的椭圆可以被理解为其中包括在对应BSS中的STA保持通信的覆盖区域。这些区域中的每一个都可以被称为基本服务区(BSA)。如果一STA移出该BSA，则该STA无法直接与对应BSA中的其它STA通信。

在IEEE802.11LAN中，最基本类型的BSS是独立BSS(IBSS)。例如，该IBSS可以具有仅由两个STA构成的最小形式。作为最简单形式并且不包括除了STA以外的其它组件的图1的BSS(BSS1和BSS2)可以对应于IBSS的典型示例。该配置在STA可以直接彼此通信时是可行的。这种LAN可以在需要时进行配置而不是被预先调度，其被称作ad-hoc网络。

BSS中的STA的成员关系可以在STA进入接通或断开状态或者STA进入或离开BSS的区域时动态地改变。为了成为BSS的成员，STA可以使用同步过程，来连接BSS。为了接入BSS基础结构的所有服务，STA应当与BSS相关联。这种关联可以动态地配置，并且可以包括使用分布式系统服务(DSS)。

图2是例示本发明可应用于的IEEE802.11的另一示例性结构的图。在图2中，将诸如分布式系统(DS)、分布式系统介质(DSM)以及AP的组件添加至图1的结构。

LAN中的直接STA至STA距离可能受PHY性能限制。在某些情况下，这种距离限制对于通信来说可能是足够的。然而，在其它情况下，STA在长距离上的通信可能是必需的。该DS可以被配置为支持扩展的覆盖。

DS指其中BSS彼此连接的结构。具体来说，BSS可以被设置为由多个BSS构成的网络的扩展形式的组件，而不是如图1所示的独立配置。

DS是一逻辑概念，并且可以根据DSM的特性来指定。与此有关地，无线介质(WM)和DSM在IEEE802.11标准中逻辑地加以区分。相应逻辑介质被用于不同目的并且被不同组件使用。在IEEE802.11标准的定义方面，这种介质既不受限于相同介质也不受限于不同介质。IEEE802.11LAN架构(DS架构或其它网络架构)的灵活性可以在多个介质逻辑上不同的这一点上来加以说明。即，IEEE802.11LAN架构可以不同地实现，并且可以根据每一个实现的物理特性而独立地指定。

DS可以通过提供多个BSS的无缝集成并且提供为管理一目的地的地址所需的逻辑服务来支持移动装置。

AP是指使得关联STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能的实体。数据可以经由AP在BSS与DS之间移动。例如，图2所示STA2和STA3具有STA功能，并且提供使关联STA(STA1和STA4)接入DS的功能。而且，因为所有AP基本上对应于STA，所以所有AP是可寻址实体。被AP用于在WM上通信的地址不需要必需与AP用于在DSM上通信的地址相同。

从与AP相关联的STA之一向该AP的STA地址发送的数据可以总是通过未控制端口接收，并且可以通过IEEE802.1X端口接入实体来处理。如果该控制端口被认证，则可以将发送数据(或帧)发送至DS。

图3是例示本发明可应用于的IEEE802.11的又一示例性结构的图。除了图2的结构以外，图3概念地例示了用于提供宽覆盖范围的扩展服务集(ESS)。

具有任意尺寸和复杂性的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE802.11系统中，这种网络被成为ESS网络。该ESS可以对应于连接至一个DS的一组BSS。然而，该ESS不包括DS。该ESS网络在特征上呈现为逻辑链路控制(LLC)层中的IBSS网络。包括在ESS中的STA可以彼此通信，并且移动STA从一个BSS至另一BSS(在同一ESS内)可针对LLC层透明地移动。

在IEE802.11中没有进行有关图3中的BSS的相对物理位置的假定，而且下列形式都是可行的。BSS可以部分地交叠，并且该形式通常被用于提供连续覆盖范围。BSS可以不物理地连接，而且BSS之间的逻辑距离没有限制。BSS可以位于同一物理位置处，并且该形式可以被用于提供冗余。一个(或者一个以上)IBSS或ESS网络可以物理地位于和一个(或者一个以上)ESS网络相同的空间中。这在其中ad-hoc网络在存在ESS网络的位置中操作的情况、其中物理交叠IEEE802.11网络通过不同机构设置的情况、或者其中两个或更多个不同接入和安全策略必需处于同一位置的情况下，可以对应于ESS网络形式。

图4是例示WLAN系统的一示例性结构的图。在图4中，示出了包括DS的基础结构BSS的实施例。

在图4的实施例中，BSS1和BSS2构成ESS。在图4中，STA1、STA3、以及STA4对应于非AP STA，而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(MT)、或者移动用户站(MSS)。在其它无线通信领域中，AP可以对应于基站(BS)、节点B、演进节点B(eNB)、基本收发器系统(BTS)、毫微微级BS、或微微级BS。

在基于WLAN系统的IEEE802.11中，MAC的基本接入机制是CSMA/CA机制。CSMA/CA机制还被称为IEEE802.11MAC的分布式协调功能(DCF)，并且基本上适应“讲话前收听”接入机制。在这种类型的接入机制下，AP和/或STA可以在开始发送之前，在预定持续时间(例如，DCF帧间空间(DIFS))期间，执行用于感测无线信道或介质的纯信道评估(CCA)。作为感测的结果，如果确定该介质处于空闲状态，则AP和/或STA利用该介质开始帧发送。此时，如果确定该介质处于被占用状态，则AP和/或STA不开始其发送，而是可以在设置并等待用于媒体接入的延迟持续时间(例如，随机回退时段)之后，尝试执行帧发送。因为希望多个STA通过应用随机回退时段，而在等待不同持续时间之后来尝试执行帧发送，所以可以使冲突最小化。

IEEE802.11MAC协议提供基于DCF和点协调功能(PCF)的混合协调功能(HCF)。该PCF指利用基于轮询的同步接入方法来执行周期性轮询，以使所有接收AP和/或STA可以接收数据帧的方案。HCF包括增强分布式信道接入(EDCA)和HCF控制信道接入(HCCA)。EDCA是由提供方用于向多个用户提供数据帧的基于争用的接入方案。HCCA使用采用轮询机制的基于免争用的信道接入方案。HCF包括用于改进WLAN的服务质量(QoS)的媒体接入机制。在HCF中，QoS数据可以在争用时段(CP)和免争用时段(CFP)两者中发送。

图5是用于说明回退(backoff)过程的图。

下面，参照图5，对基于随机回退时段的操作进行描述。如果一介质的被占用或繁忙状态转变至空闲状态，则几个STA可以尝试发送数据(或帧)。作为用于最小化冲突的方法，每一个STA都可以选择一随机回退计数，等待与所选择的回退计数相对应的时隙时间，并接着尝试开始数据或帧发送。该随机回退计数可以是伪随机整数，并且可以被设置成0至CW的值。在这种情况下，CW是争用窗口参数值。尽管CWmin被指定为CW参数的初始值，但该初始值可以在发送失败的情况下加倍(例如，在未接收到用于发送帧的ACK的情况下)。如果CW参数值达到CWmax，则STA可以在保持CWmax的同时尝试执行数据发送，直到数据发送成功为止。如果成功发送了数据，则将CW参数重置成CWmin。例如，CW、CWmin、以及CWmax可以被设置成2ⁿ-l(其中，n＝0、1、2、…)。

如果开始随机回退处理，则STA响应于所确定的回退计数值，在倒计数回退时隙的同时继续监视该介质。如果该介质被监视为占用状态，则倒计数停止并且等待一预定时间。如果该介质处于空闲状态，则剩余倒计数重新开始。

如图5的示例中所示，如果要向STA3的MAC发送的分组抵达STA3，则STA3可以确认该介质在DIFS期间处于空闲状态，并且直接开始帧发送。同时，剩余STA监视该介质是否处于繁忙状态并且等待一预定时间。在该预定时间期间，要发送的数据可以出现在STA1、STA2、以及STA5中的每一个中。如果监视到该介质处于空闲状态，则STA1、ST2、以及STA5中的每一个都等待DIFS时间，并接着可以响应于由其选择的随机回退计数值，来执行回退时隙的倒计数。图5的实施例示出了STA2选择最低回退计数值，而STA1选择最高回退计数值。即，在STA2完成回退计数之后，STA5在帧发送开始时间的余留回退时间短于STA1的余留回退时间。STA1和STA5中的每一个都在STA2占用该介质的同时临时停止倒计数，并且等待一预定时间。如果STA2的占用完成，并且介质重新进入空闲状态，则STA1和STA5中的每一个都等待DIFS时间并且重新开始回退计数。即，在倒计数与该余留回退时间相对应的剩余回退时间之后，STA1和STA5中的每一个都可以开始帧发送。因为STA5的余留回退时间短于STA1的余留回退时间，所以STA5开始帧发送。此时，在STA2占用该介质的同时，要发送的数据甚至可以出现在STA4中。在这种情况下，如果该介质处于空闲状态，则STA4可以等待DIFS时间，响应于由其选择的随机回退计数值来执行倒计数，并接着开始帧发送。图5例性地示出了其中STA5的余留回退时间偶然与STA4的随机回退计数值相同的情况。在这种情况下，在STA4与STA5之间可能出现冲突。因而，STA4和STA5中的每一个都不接收ACK，从而导致发生数据发送失败。在这种情况下，STA4和STA5中的每一个都可以加倍CW值，选择随机回退计数值，并接着执行倒计数。此时，在该介质因STA4和STA5的发送而处于占用状态的同时，STA1可以进入待机状态。如果该介质处于空闲状态，则STA1可以等待DIFS时间，并接着在经过该余留回退时间之后开始帧发送。

如上所述，CSMA/CA机制不仅包括其中AP和/或STA直接感测介质的物理载波感测机制，而且包括虚拟载波感测机制。该虚拟载波感测机制可以解决诸如在媒体接入中遭遇的隐藏节点问题这样的某些问题。对于虚拟载波感测来说，WLAN系统的MAC可以使用网络分配矢量(NAV)。该NAV是这样的值，即，其被用于向另一AP和/或STA指示直到当前利用该介质或者具有使用该介质的权限的AP和/或STA进入可用状态为止的剩余时间。因此，被设置成NAV的值对应于其中该介质将由被设置成发送对应帧的AP和/或STA使用的保留时间。接收NAV值的STA在对应保留时间期间不被允许执行媒体接入。例如，该NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值来设置。

已经提出了鲁棒冲突检测机制，以缩减冲突的概率。这将参照图6和7进行描述。尽管实际载波感测范围不同于发送范围，但为了便于描述，假定实际载波感测范围和发送范围相同。

图6是用于说明隐藏节点和暴露节点的图。

图6(a)示例性地示出了一隐藏节点。在图6(a)中，STA A与STA B通信，而STA C具有要发送的信息。具体来说，尽管STA A在向STA B发送信息，但STA C可以在向STA B发送数据之前，在执行载波感测时确定一介质处于空闲状态。这是因为STA A的发送(即，介质的占用)可能在STA C的位置处没有被检测到。在这种情况下，STA B同时接收STA A的信息和STA C的信息，从而导致冲突。这里，STA A可以被视为STA C的隐藏节点。

图6(b)示例性地示出了一暴露节点。在图6(b)中，在STA B在向STA A发送数据的情况下，STA C具有要向STA D发送的信息。如果STA C执行载波感测，则确定因STA B的发送而占用一介质。因此，尽管STA C具有要向STA D发送的信息，但因为感测到介质占用状态，所以STA C等待一预定时间，直到该介质处于空闲状态为止。然而，因为STA A实际上位于STA C的发送范围之外，所以从STA A的角度来看，来自STA C的发送可以不与来自STA B的发送冲突，使得STA C不必要地进入待机状态，直到STA B停止发送为止。这里，STA C被称为STA B的暴露节点。

图7是用于说明请求发送(RTS)和清除发送(CTS)的图。

为了在上述图6的情况下，有效地利用冲突避免机制，可以使用诸如RTS和CTS的短信令分组。两个STA之间的RTS/CTS可以被邻近的STA偷听到(overheard)，使得邻近STA可以考虑是否在这两个STA之间发送信息。例如，如果要被用于数据发送的STA向接收数据的STA发送RTS帧，则接收数据的STA可以向邻近STA通知：STA将通过向邻近STA发送CTS帧来接收数据。表1和2分别示出了RTS帧格式和CTS帧格式。

[表1]

帧控制

持续时间

接收器地址

发送器地址

FCS

[表2]

帧控制

持续时间

接收器地址

FCS

RTS帧和CTS帧中的每一个都被限定为MAC帧格式和一类控制帧。MAC帧基本上由MAC报头、帧主体、以及帧检查序列(FCS)组成，但RTS帧格式和CTS帧格式仅由MAC报头和FCS组成，而没有帧主体。在表1中，帧控制、持续时间、接收器地址、以及发送器地址字段对应于MAC报头。在表2中，帧控制、持续时间、以及接收器地址字段对应于MAC报头。在表1和2中，帧控制字段可以包含帧发送/接收所需的控制信息。持续时间字段可以被设置成用于发送对应帧等的时间，并且可以被用于其它STA的NAV配置。在表1中，接收器地址字段对应于接收RTS帧的STA的地址，而发送器地址字段对应于发送RTS帧的STA的地址。在表2中，接收器地址字段对应于接收CTS帧的STA的地址。在表1和2中，FCS字段是用于检测对应帧的错误的字段。

帧控制字段可以由协议版本字段、类型字段、子类型字段、To DS字段、From DS字段、更多片段(MF)字段、重试字段、功率管理(PM)字段、更多数据(MD)字段、保护帧(PF)字段、以及顺序字段组成。

图7(a)示例性地示出了用于解决隐藏节点的问题的方法。在图7(a)中，假定STA A和STA C都准备向STA B发送数据。如果STA A向STA B发送RTS，则STA B向位于其邻域中的STA A和STA C中的每一个发送CTS。结果，STA C等待一预定时间，直到STA A和STA B停止数据发送为止，由此避免冲突。

图7(b)示例性地示出了用于解决暴露节点的问题的方法。STA C对STA A与STA B之间的RTS/CTS发送执行偷听，以使STA C可以确定，尽管STA C向另一STA(例如，STA D)发送数据，但不会出现冲突。即，STA B向所有邻近STA发送RTS，而且仅具有要实际发送的数据的STA A可以发送CTS。STA C仅接收RTS，而不接收STA A的CTS，以使可以识别STA A位于STA C的载波感测范围之外。

作为用于克服WLAN中的通信速度限制而相对近期建立的技术标准，存在IEEE802.11n。IEEE802.11n旨在增加网络的速度和扩展无线电网络的操作距离。更具体地说，IEEE802.11n基于用于支持直至540Mbps的高吞吐量(HT)的MIMO技术。MIMO技术在发送装置和接收装置两者中使用多个天线，以最小化发送差错并最优化数据速率。

随着WLAN的广泛传播和基于WLAN的应用多样化，用于支持比IEEE802.11n所支持的吞吐量更高的吞吐量的新WLAN系统的必要性近来已经显现。支持非常高的吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE802.11n WLAN系统的随后版本(例如，IEEE802.11ac)，并且是最近提出的、用于在MAC服务接入点(SAP)中支持1Gbps或以上的数据吞吐量的IEEE802.11WLAN系统之一。

下一代WLAN系统支持MU-MIMO发送，其使得多个STA能够同时接入一信道，以便有效地使用无线电介质。根据该MU-MIMO发送方案，AP可以同时向一个或更多个MIMO配对STA发送分组。换句话说，下一代WLAN系统考虑支持DLMU-MIMO。出于参考目的，在IEEE802.11系统中，DL MU-MIMO指这样的方案，其中，具有一个以上天线的AP通过同一无线电频率向多个非AP STA发送物理层协议数据单元(PPDU)，而相应非AP STA同时接收一个或更多个独特空间时间流。当前IEEE802.11标准考虑用于仅支持DL MU-MIMO的CSMA方案的特性，而没有考虑支持UL MU-MIMO。然而，如果在基于CSMA的系统中支持UL MU-MIMO，则能够增加WLAN系统中的UL数据吞吐量。因此，本发明提出了基于感测的ULMU-MIMO发送方案和频率同步方案，以便在基于CSMA的系统中支持ULMU-MIMO。下面，将用于发送/接收分组或信号的信道、物理资源、介质称为介质。

图8例示了根据本发明一实施方式的基于感测的UL MU-MIMO发送。

根据本发明一实施方式的装置可以根据下列规则来执行UL MU-MIMO发送。

<规则>

X、确定当前占用介质的终端是否能够通过感测该介质来执行与该介质的ULMU-MIMO发送。

Y、如果占用该介质的终端不能够执行UL MU-MIMO发送，则等待直到该介质空闲为止。否则，连接介质以执行UL MU-MIMO发送。

在根据上述<规则>的UL发送中，与其中作为接收装置的BS调度UL MU-MIMO的常规UL MU-MIMO方案相反，发送装置本身感测并确定是否可以执行ULMU-MIMO发送。参照图8，例如，当存在于位置(A，1)的终端(下称装置1)向AP发送信号时，存在于位置(B，4)的终端(下称装置2)可以：

(1)感测由装置1发送的信号，

(2)确定是否可以执行与装置1的UL MU-MIMO发送，即，是否可以配对装置1、以及

(3)在确定可以执行与装置1的UL MU-MIMO发送时，通过连接被装置1占用的介质来执行MIMO发送。

在处理(1)中，通过装置2感测的信号可以根据系统是不同的。在大部分基于CSMA的系统中，因为分组报头包括发送装置和接收装置的标识符(ID)(或地址)，所以希望连接被另一终端占用的介质的终端可以通过接收该分组报头来获知哪个终端向哪个终端发送信号。另外，分组的类型可以通过分组报头来检测。另外，在接收分组的同时，发送分组的发送装置的时间/频率同步信息(例如，频率偏移)还可以通过分组报头来获取。即，下列信息当中的一个或更多个可以通过感测过程来获取。

a、发送装置ID

b、接收装置ID

c、分组的类型或用途

d、时间/频率同步信息

此时，在处理(2)中，装置利用在处理(1)中获取的信息(例如，“a”至“d”中的至少一个)自动确定是否连接用于UL MU-MIMO发送的介质。即，参照图8，位置(B，4)的装置2可以从通过位置(A，1)的装置1发送的分组中获取“a”至“d”中的至少一个，并且利用所获取的信息来确定是否与装置1配对。这种确定可以利用根据系统的不同标准来执行。

在处理(3)中，希望连接介质的装置调节其分组发送定时和频率同步与已经首先占用该介质的装置的分组发送定时和频率同步，由此发送其分组或信号。例如，参照图8，位置(B，4)的装置2可以调节其分组发送定时和频率同步与位置(A，1)的装置1的分组发送定时和频率同步，并且发送其分组或信号。

图9例示了根据本发明一实施方式的基于感测的频率同步方案。

脱离时间同步与频率同步的频率同步可以根据基于感测的频率同步方案来执行。参照图9，在根据本发明一实施方式的基于感测的频率(或载波)同步方案中，当一特定装置(下称装置1)在发送分组或信号时，要通过同一介质与装置1一起执行发送的另一装置(下称装置2)收听或偷听该分组或信号，从该分组或信号获取装置1的频率偏移，并且利用装置1的频率偏移调节其频率特性。在利用装置1的频率特性调节装置2的频率特性之后，装置2在装置1发送数据分组或信号的介质上发送其信号的数据分组。

装置之间的时间同步和/或频率同步可以根据除了图9的实施方式以外的其它方案来执行。例如，在装置2与装置1执行时间同步和频率同步时所需的信息可以通过BS或AP作为控制信息来提供，或者可以在系统中预置。作为一示例，可以通过在固定型网络中的安装过程或者初始设置过程中、在固定型网络交换信号或分组中预先存储由装置获取的频率偏移和/或分组发送定时值在该系统中预置有关时间同步和频率同步的信息。在这种情况下，该固定型网络是其中装置的位置在一预定时间期间固定的网络。

一般来说，发送定时偏移意指仅考虑AP与对应装置之间的传播延迟的绝对发送定时偏移。然而，在本发明的实施方式中，该发送定时偏移可以意指针对MU组中的另一装置的相对发送定时偏移，而非绝对发送定时偏移。例如，假定图8中的位置(A，1)的终端为装置1，位置(B，4)的终端为装置2，AP为装置3，而且装置“x”与“y”之间的传播延迟为d_xy。根据其中发送定时偏移意指绝对发送定时偏移的方案，分别将d₁₃和d₂₃设置至装置1和装置2，以控制装置1预先根据d₁₃来发送信号，而控制装置2预先根据d₂₃来发送信号。根据其中发送定时偏移意指相对发送定时偏移的方案，已经首先占用一介质的装置1可以发送分组而不补偿发送定时偏移，而希望同时在已经被装置1占用的介质上发送分组的装置2可以通过补偿针对装置1的相对传播延迟差(d₂₃-d₁₃)来发送分组。即，装置2预先根据“d₂₃-d₁₃”发送分组，以使在装置1的分组抵达装置3时的时间与装置2的分组抵达装置3时的时间同步。根据其中发送定时偏移意指相对发送定时偏移的实施方式，该发送定时偏移可以根据装置2与哪个装置配对而不同，以使得即使装置2和AP的位置固定，也执行ULMU-MIMO发送。

在本发明的基于感测的频率同步方案中，可以使用不同方法来确定装置要与哪个装置调节频率特性。如上所述，基于已经首先占用介质的装置，希望与该装置一起执行UL MU-MIMO发送的其它装置可以被配置为利用该装置的频率特性来调节其频率特性，而不指定代表性装置。另选的是，例如，该代表性装置可以从要执行ULMU-MIMO发送的一组装置中指定，而其它装置可以被配置为，基于该代表性装置来调节频率特性。另选的是，UL MU-MIMO发送可以仅在同步频率时被有限地准许。例如，在处理(1)中，当装置2通过感测一介质来确定当前占用该介质的终端是否可以与其执行UL MU-MIMO发送时，装置2可以考虑装置2的频率同步是否等于该终端的频率同步。装置2可以确定在被一终端占用的介质上准许发送其分组或信号，该终端的频率同步等于其频率同步。

此时，当UL分组定时可以基于来自AP的特定基准分组同步时，即，当所有装置根据绝对发送定时偏移而同步时，每一个装置的定时偏移可以与MU分组(即，MU配对)无关地加以确定。例如，IEEE802.11限定周期性发送的信标帧作为管理帧之一，以指示存在无线电网络，并且使执行扫描的STA搜索该无线电网络，并且参与该无线电网络。希望执行UL发送的装置可以使用该信标帧或者该信标帧中的信标，作为用于同步UL分组定时的基准。

在上述本发明的实施方式中，当装置2通过在被装置1占用的介质上承载其分组而开始UL MU-MIMO发送时，装置2可以向AP通知：该装置2通过连接被装置1占用的介质来发送或将要发送分组。例如，装置2可以发送指示装置2要连接该介质的控制分组，或者可以在发送分组的MAC或PHY报头中所规定的位置处发送指示装置2正连接该介质的消息或信号。装置2可以在向AP发送控制分组之后立即参与UL MU-MIMO发送。然而，作为另一实施方式，装置2可以仅在AP准许装置2执行发送时参与UL MU-MIMO发送。在其中装置2需要针对UL MU-MIMO发送的发送准许的实施方式中，除了上述发送准许以外，还可以将时间/频率同步所需信息提供给装置2。

代替向AP通知要执行UL MU-MIMO发送的意图地，AP可以在接收到一特定分组时监视与一指定分组配对的另一分组被发送至其，以使即使装置2未通知AP相关信息，AP也可以自动确定是否执行UL MU-MIMO发送。

另外，装置2可以向当前占用一介质的装置1(即，MU分组装置)通知有关是否执行(开始)UL MU-MIMO发送。有关是否执行(开始)UL MU-MIMO发送的信息可以用于简单地提供信息，但可以提供给请求装置1，以准许发送。在后一情况下，当接收到来自装置1的发送准许时，装置2在该介质上执行UL发送。装置1可以向装置2提供在装置2随同发送准许来调节其时间/频率同步时所需的信息。换句话说，在开始UL MU-MIMO发送之前，装置2可以请求装置1准许UL MU MIMO发送，并且可以从装置1接收有关UL MU-MIMO发送和/或用于时间/频率同步所需信息的准许。

此时，对于其中网络中的装置是固定(在规定时间或以上期间)的固定网络的情况来说，一旦确定用于执行UL MU-MIMO发送的一组装置，即使在下一预定时间期间装置分组信息是固定的，其也不要紧。因此，如果网络向装置提供分组信息，则希望执行UL MU-MIMO发送的装置可以通过感测过程来确认发送装置ID是否存在于能够与其一起执行UL MU-MIMO发送的组(下称MU组)中，并且只有在确认同一MU组中的装置在向AP发送分组时才执行UL MU-MIMO发送。即，当满足下列条件时，装置可以通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送。

·条件A、发送装置ID∈MU组

·条件B、接收装置ID∈目标AP的ID

然而，即使满足条件A和B，如果对应装置已经完成数据分组发送，则其可能难于参与发送。因此，可以添加指示只有当所感测的分组是特定分组类型时才准许连接的条件。

图10例示了根据本发明另一实施方式的基于感测的MU-MIMO发送。特别地讲，图10例示了基于RTS分组感测的UL MU-MIMO发送的实施例。

例如，在IEEE802.11中，RTS分组和CTS分组在装置与AP之间交换，以便在数据分组发送之前防止隐藏节点问题，如上参照图7所述。在这种情况下，可以规定只有当感测到RTS分组时才准许针对UL MU-MIMO发送的连接。

参照图10，当感测到属于一MU组的装置1的RTS分组时，装置2还向AP发送RTS分组。已经(顺序地)接收到来自装置1和装置2的RTS分组的BS或AP向装置1和装置2发送RTS分组。如图10所描述的，本发明的用于基于感测的ULMU-MIMO发送的RTS/CTS交换方案不同于在传统IEEE802.11标准中定义的RTS/CTS交换方案。因此，为了将本发明应用至IEEE802.11系统，可以重新定义在装置接收到RTS之后用于发送CTS的间隔。例如，在IEEE802.11系统中定义，当接收到来自ATS的RTS时，AP在预定时间(例如，短帧间空间(SIFS))之后发送CTS。然而，对于本发明的用于基于感测的UL MU-MIMO发送的RTS/CTS交换来说，可以重新定义该预定时间。此时，CTS可以利用下列方案之一来发送。

·Alt1：多播消息传送

·Alt2：利用不同定时的单播消息传送

·Alt3：利用DL MU-MIMO发送的单播消息传送

Alt1是其中向已经发送RTS的所有装置发送一个分组的方案(例如，存在多个接收装置ID或者接收装置ID等于组ID)。Alt2是其中CTS被分离地配置并且利用不同定时向已经发送了RTS的装置发送的方案。Alt3是其中CTS针对已经发送了RTS的装置分离地配置、但针对这些装置的CTS利用DL MU-MIMO发送在同一介质上同时发送的方案。在Alt1、Alt2、以及Alt3中，可以使用表1和表2的帧格式。

在这个实施方式中，当向MU分组装置发送用于频率和/或定时同步的CTS时，AP可以向装置发送频率偏移和/或发送定时偏移。

在这个实施方式中，其中希望参与发送的装置2向AP发送RTS的处理和其中AP向装置2发送CTS的处理不是不可缺少的处理，并且可以省略。例如，在感测到装置1的RTS分组之后，装置2可以在装置1发送数据分组时发送其数据分组，而不需要与AP的RTS/CTS交换过程。

在这个实施方式中，装置2可以向装置1发送指示装置2要连接被装置1占用的介质的信息。上述信息可以用于简单地提供信息，但可以提供给请求装置1，以准许发送。在后一情况下，当接收到来自装置1的发送准许时，装置2在该介质上执行UL发送。装置1可以向装置2提供在装置2随同发送准许来调节其时间/频率同步时所需的信息。

图11例示了根据本发明又一实施方式的基于感测的MU-MIMO发送。

在IEEE802.11系统中，如果数据分组大于预定量值，则该数据分组可以被分成尺寸较小的多个数据段，并接着顺序地发送数据段。参照图11，不仅在感测装置1的RTS分组的情况下，而且在划分数据分组的情况下，根据本发明一实施方式的装置2可以感测这种信息，并且参与装置1的UL发送处理。例如，当该数据分组已经被划分，并且所感测的分组是该数据分组的多个数据段当中的一特定顺序内的数据段时，可以限定装置2被准许参与装置1的UL发送。在这种情况下，装置2可以通过参与装置1至AP的UL发送(图11的MU-MIMO通知分组)而在发送指示自己将开始UL发送的信息之后来参与UL发送，或者可以通过省略发送MU-MIMO通知分组而立即参与MU-MIMO发送。MU-MIMO通知分组可以包括诸如希望参与发送的装置(图11的装置2)的ID和数据发送量这样的信息。

基于图10的实施方式和/或图11的实施方式的装置在满足下列条件时，通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送：

·条件C、所感测的分组的类型是RTS分组或者分裂的数据分组的多个片段当中的特定顺序内的片段

条件C可以与条件A和条件B一起使用。换句话说，根据本发明一实施方式的装置可以在满足条件A、条件B、以及条件C时，通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送。

此时，可以将针对时间/频率同步的条件添加至“条件A和条件B”和/或“条件C”。例如，装置2可以被规定成，仅在与由其发送的分组的频率偏移相比，所感测分组的频率偏移处于一特定误差范围时，才执行UL MU-MIMO发送。如果装置2未获知其频率偏移特性，则当所感测分组的频率偏移的绝对值处于一特定误差范围时，可以规定装置2被准许连接被另一装置占用的介质，而不与其发送分组的频率偏移进行比较。另选的是，因为装置2可以通过应用上面所提出的基于感测的频率同步方案，而利用正在对应介质上发送分组的另一装置的频率偏移来调节其频率偏移，所以只有当所感测分组的频率偏移处于一频率偏移范围(其可以通过希望参与另一装置的UL发送的装置来修正)内时，才可以规定装置2被准许执行MU-MIMO发送。总之，根据本发明一实施方式的装置可以在满足下列条件与“条件A和条件B”和/或“条件C”时，通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送：

·条件D、由一装置感测的分组的频率偏移是：

·Alt1、在一特定误差范围内；

·Alt2、在与由该装置发送的分组的频率偏移相比的一特定误差范围内；或者

·Alt3、当应用了基于感测的频率同步方案时，在可以由该装置修正的发送频率偏移范围内。

图12是例示用于实现本发明的发送装置10和接收装置20的部件的框图。

发送装置10和接收装置20分别包括：能够发送和接收承载信息、数据、信号、以及/或消息的无线电信号的射频(RF)单元13和23，用于存储与无线通信系统中的通信有关的信息的存储器12和22，以及可操作地连接至诸如RF单元13和23以及存储器12和22的部件以控制这些部件的处理器11和21，该处理器被配置为，控制存储器12和22和/或RF单元13和23，以使对应装置可以执行本发明上述实施方式中的至少一个。

存储器12和22可以存储用于处理和控制处理器11和21的程序并且可以临时存储输入/输出信息。存储器12和22可以被用作缓冲器。

处理器11和21通常控制发送装置和接收装置中的各个模块的总体操作。尤其是，处理器11和21可以执行用于实现本发明的各个控制功能。处理器11和21可以被称为控制器、微控制器、微处理器，或微计算机。处理器11和21可以通过硬件、固件、软件，或其组合来实现。在硬件配置中，专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)，或现场可编程门阵列(FPGA)可以被包括在处理器11和21中。此时，如果本发明利用固件或软件来实现，则该固件或软件可以被配置为包括执行本发明的功能或操作的模块、过程、功能等。被配置为执行本发明的固件或软件可以被包括在处理器11和21中，或者存储在存储器12和22中，以使通过处理器11和21来驱动。

发送装置10的处理器11针对调度要通过处理器11或与处理器11连接的排程器发送至外侧的信号和/或数据执行预定编码和调制，并接着将所编码并调制的数据传递至RF单元13。例如，处理器11通过解复用、信道编码、扰码以及调制而将要发送的数据流转换成K层。所编码数据流还被称为代码字，并且等同于作为通过MAC层提供的数据块的传输块。一个传输块(TB)被编码成一个代码字，并且每一个代码字按一个或更多个层的形式发送至接收装置。对于升频转换来说，RF单元13可以包括振荡器。RF单元13可以包括N_t(其中，N_t是正整数)个发送天线。

接收装置20的信号处理过程是发送装置10的信号处理过程的逆转。在处理器21的控制下，接收装置20的RF单元23接收通过发送装置10发送的无线电信号。RF单元23可以包括N_r(其中，N_r是正整数)个接收天线，并且将通过接收天线接收的每一个信号降频转换成基带信号。处理器21解码并解调制通过接收天线接收的无线电信号，并且恢复发送装置10想要发送的数据。

RF单元13和23包括一个或更多个天线。天线执行用于向外部发送通过RF单元13和23处理的信号或者从外部接收无线电信号以将该无线电信号传递至RF单元13和23的功能。该天线还可以被称作天线端口。每一个天线都可以对应于一个物理天线，或者可以通过一个以上的物理天线部件的组合来配置。从每一个天线发送的信号还不能通过接收装置20解构。通过对应天线发送的RS从接收装置20的观点来限定天线，并且使得接收装置20能够导出针对该天线的信道估计，而不管该信道是表示来自一个物理天线的单一无线电信道，还是来自包括该天线的多个物理天线部件的复合信道。即，天线被限定成，使得在该天线的承载符号的信道可以从同一天线的承载另一符号的信道获取。支持利用多个天线来发送和接收数据的MIMO功能的RF单元可以连接至两个或更多个天线。

在本发明的实施方式中，非AP STA可以操作为UL中的发送装置10，并且操作为DL中的接收装置20。AP STA可以操作为UL中的接收装置20，并且操作为DL中的发送装置10。在图9至11中，装置1和装置2中的每一个都操作为发送装置10，而AP操作为接收装置20。在图9至11中，装置1和装置2可以是非AP STA。然而，装置1可以是在向AP发送信号的另一AP STA，而装置2可以是希望向AP发送信号的非AP STA。另选的是，装置1可以是在向AP发送信号的非AP STA，装置2可以是希望向AP发送信号的非AP STA，或者装置1和装置2都可以是AP STA。

根据本发明该实施方式的发送装置10的处理器11被配置为利用RF单元13感测一介质是否被另一装置用于向目标接收装置20发送信号，即，该介质是否被另一发送装置占用。处理器11可以通过在该介质上感测发送至AP的信号，来感测该介质已经被另一装置使用。处理器11：

X、感测一介质，以确定当前占用该介质的另一发送装置能够执行与其的ULMU-MIMO发送，和

Y、如果占用该介质的另一发送装置不能够执行UL MU-MIMO发送，则等待直到该介质空闲为止，否则，控制RF单元13在该介质上执行UL MU-MIMO发送。

参照图8，例如，当存在于位置(A，1)的装置1向AP发送信号时，存在于位置(B，4)的发送装置10的处理器11可以被配置为：

(1)控制RF单元13感测通过装置1发送的信号；

(2)确定是否可以执行与装置1的UL MU-MIMO发送，即，是否与装置1配对；以及

(3)在确定可以执行与装置1的UL MU-MIMO发送时，控制RF单元通过连接被装置1占用的介质来执行UL发送。

在处理(1)中，处理器11可以接收被另一发送装置占用的介质上的分组报头，以感测发送装置10是否向和接收装置20(发送装置10在该介质上向该接收装置20发送信号)相同的接收装置发送信号。处理器11可以被配置为，从通过RF单元在该介质上接收的分组获取下列信息中的一个或更多个。

a、发送装置ID

b、接收装置ID

c、分组的类型或用途

d、时间/频率同步信息

在处理(2)中，处理器11可以被配置为，通过利用在处理(1)中获得信息(例如，“a”至“d”中的至少一个)，来确定是否连接另一发送装置发送信号的介质。

在处理(3)中，处理器11可以利用已经首先占用一介质的另一装置的分组发送定时和频率同步来调节发送装置10的分组发送定时和频率同步，并且控制RF单元13在该介质上发送信号。

处理器11可以按照根据本发明一实施方式的基于感测的频率同步方案，来执行脱离时间同步和频率同步的频率同步。处理器11可以被配置为，利用RF单元偷听通过另一发送装置发送的分组或信号，并且从所感测分组或信号获取另一发送装置的频率偏移。处理器11可以被配置为，基于所获取频率偏移调节发送装置10的频率偏移。处理器11可以基于所调节频率特性，来控制RF单元13在其上另一发送装置在发送信号的介质上发送数据分组或信号。

作为另一实施例，处理器11可以被配置为，根据针对由AP或接收装置20提供的时间和频率同步的同步信息或者根据在一系统中预置的同步信息，来执行时间和频率同步。

假定与时间同步有关地，另一发送装置是装置1，发送装置10是装置2，接收装置20是装置3，而且装置“x”与“y”之间的传播延迟为d_xy。处理器11通过控制RF单元13按“d₂₃-d₁₃”比另一发送装置更快地发送信号，来调节另一发送装置的分组抵达接收装置20时的时间和发送装置10的分组抵达发送装置20时的时间。

如果判断处理(1)中当前占用一介质的另一发送装置是可以与发送装置10执行UL MU-MIMO发送的装置，则处理器11可以被配置为，考虑发送装置10的频率同步是否等于另一发送装置的频率同步。如果这两个装置的频率同步，则处理器11可以控制RF单元13在被另一发送装置占用的介质上发送信号。

同时，当UL分组定时可以基于来自AP的特定基准分组同步时，即，所有装置根据绝对发送定时偏移而同步，处理器11可以被配置为，与MU分组(即，MU配对)无关地确定针对每一个装置的定时偏移。

在上述本发明的实施方式中，处理器11可以控制RF单元13，向当前占用一介质的另一发送装置发送指示在该介质上发送或将要发送信号的信息。另外，处理器11可以控制RF单元13向另一发送装置发送有关是否执行(开始)UL MU-MIMO发送的信息。

此时，处理器11可以控制RF单元13在满足下列条件时，通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送。

·条件A、发送装置ID∈MU组

·条件B、接收装置ID∈目标AP的ID

然而，处理器11可以控制RF单元13仅在所感测分组对应于一特定分组类型时才通过连接已经被占用的介质，来执行UL发送。

处理器11还可以控制RF单元仅在感测到从另一发送装置向接收装置20发送的RTS分组时，才在被另一发送装置占用的介质上执行UL发送。

在这个实施方式中，对于频率和/或定时同步来说，接收装置20的处理器21可以被配置为，控制RF单元23向MU分组装置发送CTS，并且在CTS的发送期间向所分组装置发送频率偏移和/或发送定时偏移。

同时，处理器11可以控制RF单元13在满足下列条件时，通过连接被另一发送装置占用的介质来执行UL发送：

·条件C、所感测分组的类型是RTS分组或者分裂数据分组的多个片段当中的特定顺序内的片段

条件C可以与条件A和条件B一起使用。

处理器11可以附加地考虑时间/频率同步条件与“条件A和条件B”和/或“条件C”。例如，处理器11可以控制RF单元13，在满足下列条件与“条件A和条件B”和/或“条件C”时，通过连接被另一装置占用的介质来执行UL发送：

·条件D、由装置感测的分组的频率偏移是：

·Alt1、在特定的误差范围内；

·Alt2、在与由该装置发送的分组的频率偏移相比的特定的误差范围内；或者

·Alt3、当应用了基于感测的频率同步方案时，在可以由该装置修正的发送频率偏移范围内。

根据本发明的实施方式，当在一介质上接收到来自特定发送装置的信号时，接收装置20的RF单元23接收来自另一发送装置的信号和通过该特定发送装置发送的信号。

根据本发明的实施方式，UL频率同步可以在基于CSMA的系统中有效地执行。

根据本发明的实施方式，可以有效地执行UL MU-MIMO发送。

根据本发明的实施方式，可以改进UL数据吞吐量。

如上所述，已经给出了本发明的优选实施方式的详细描述，以使本领域技术人员能够实现和具体实践本发明。尽管本发明参照示例性实施方式进行了描述，但本领域技术人员应当清楚，在不脱离如所附权利要求书中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明不应受限于在此描述的具体实施方式，而应符合与在此公开的原理和新颖特征一致的最广泛范围。

工业应用

本发明的实施方式可应用于无线通信系统中的接入点、站、中继站、用户设备、以及其它装置。

Claims (10)

1.一种用于在无线局域网(WLAN)中由站(STA)向接入点(AP)发送上行信号的方法，所述方法包括：

感测由介质上的另一STA向所述AP发送的信号，以感测所述介质被所述另一STA占用；

基于所感测的信号来获取所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、以及与所述另一STA的时间/频率同步信息中的至少一个；以及

利用所获取的信息，在当前被所述另一STA占用的所述介质上向所述AP发送所述上行信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述另一STA的频率和信号发送定时同步地发送所述上行信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述STA的频率同步与所述另一STA的频率同步相同时，在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，当所感测的信号是所述另一STA的请求发送(RTS)分组或者是所述另一STA的数据段当中的特定顺序内的数据段时，在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

5.一种用于在无线局域网(WLAN)中向接入点(AP)发送上行信号的站(STA)，该STA包括：

射频(RF)单元；和

处理器，该处理器被配置为控制所述RF单元，

其中，所述处理器被配置为，利用所述RF单元感测由介质上的另一STA向所述AP发送的信号，以感测所述介质被所述另一STA占用；所述处理器被配置为，基于所感测的信号来获取所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、以及与所述另一STA的时间/频率同步信息中的至少一个；并且所述处理器被配置为，控制所述RF单元利用所获取的信息，在当前被所述另一STA占用的所述介质上向所述AP发送所述上行信号。

6.根据权利要求5所述的站，其中，所述处理器控制所述RF单元与所述另一STA的频率和信号发送定时同步地发送所述上行信号。

7.根据权利要求6所述的站，其中，所述处理器控制所述RF单元，当所述STA的频率同步与所述另一STA的频率同步相同时，在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的站，其中，所述处理器控制所述RF单元，当所感测的信号是所述另一STA的请求发送(RTS)分组或者是所述另一STA的数据段当中的特定顺序内的数据段时，在当前被所述另一STA占用的所述介质上发送所述上行信号。

9.一种用于在无线局域网(WLAN)中通过接入点从站(STA)接收上行信号的方法，该方法包括：

接收在介质上的来自另一STA的信号；并且

在接收到来自另一STA的所述信号的所述介质上接收来自所述STA的所述上行信号，

其中，利用基于由所述另一STA发送的所述信号所获取的所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、以及与所述另一STA的时间/频率同步信息中的至少一个来接收所述上行信号。

10.一种用于在无线局域网(WLAN)中接收来自站(STA)的上行信号的接入点，该接入点包括：

射频(RF)单元；和

处理器，该处理器被配置为控制所述RF单元，

其中，所述处理器在所述RF单元接收由另一STA发送的信号的介质上接收来自所述STA的所述上行信号，并且

其中，利用基于由所述另一STA发送的所述信号所获取的所述另一STA的标识符信息、所述AP的标识符信息、以及与所述另一STA的时间/频率同步信息中的至少一个来接收所述上行信号。