CN104247302A

CN104247302A - 在无线lan系统中收发信标的方法和设备

Info

Publication number: CN104247302A
Application number: CN201380017534.9A
Authority: CN
Inventors: 崔镇洙; 韩承希; 郭真三; 石镛豪; 金丁起
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2014-12-24
Also published as: US9538552B2; JP6130904B2; EP2833566A4; WO2013147563A1; JP2015511807A; EP2833566B1; KR20150000474A; EP2833566A1; US20150078229A1

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，并且更加具体地公开一种用于在无线LAN系统中收发信标的方法和设备。根据本发明的一个实施例的用于在无线通信系统中从站(STA)接收信标的方法包括下述步骤：从接入点(AP)接收探测响应帧；利用在探测响应帧中包含的关于下一个信标的信息确定要接收下一个信标的时间；以及在确定接收下一个信标的时间接收下一个信标。

Description

在无线LAN系统中收发信标的方法和设备

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LAN系统中发送/接收信标的方法和设备。

背景技术

随着信息通信技术的增长，各种无线通信技术正在开发中。在无线通信技术当中，无线局域网(WLAN)技术能够基于射频技术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)等等在家或者在办公室或者特定服务提供区域处进行无线互联网接入。

为了克服已经被指出为WLAN的弱点的通信速率的限制，最近的技术标准已经引入具有增强的网络速率和可靠性以及扩展的无线网络覆盖的系统。例如，IEEE 802.11n支持540Mbps或者更高的数据速率的高吞吐量(HT)并且引入对于发送机和接收机两者使用多个天线的MIMO(多输入多输出)技术，以便于最小化传输误差并且优化数据速率。

发明内容

技术问题

M2M(机器对机器)通信技术作为下一代通信技术正在讨论当中。在IEEE 802.11 WLAN中，IEEE 802.11ah被发展成用于支持M2M通信的技术标准。对于M2M通信，能够考虑在具有相对大数目的装置的环境下有时候以低速发送/接收少量数据的场景。

通过由所有的装置共享的介质执行WLAN系统中的通信。当如在M2M通信中那样装置的数目增加时，一个装置的信道接入耗费很长的时间，劣化系统性能并且阻止装置的省电。

本发明的目的是为了提供一种用于发送/接收信标帧的新机制。

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

通过用于在无线通信系统中通过站(STA)接收信标的方法能够实现本发明的目的，该方法包括：从接入点(AP)接收探测响应帧；使用在探测响应中包括的关于AP的下一个信标时间的信息确定下一个信标接收时间；以及在被确定的下一个信标接收时间接收下一个信标。

在本发明的另一方面中，在此提供一种用于在无线通信系统中接收信标的站(STA)，包括：收发器；和处理器，其中该处理器被配置成，使用收发器从接入点(AP)接收探测响应帧，使用在探测响应中包括的关于AP的下一个信标时间的信息确定下一个信标接收时间，并且使用收发器在被确定的下一个信标接收时间接收下一个信标。

下述可共同地应用于本发明的前述实施例。

STA可以在下一个信标接收时间的确定之后切换到瞌睡状态，并且在下一个信标接收时间之前切换到唤醒状态。

下一个信标可以是全信标并且关于下一个信标时间的信息可以是到下一个全信标的持续时间或者下一个目标信标传输时间(TBTT)。

下一个信标可以是短信标并且关于下一个信标时间的信息可以是到下一个短信标的持续时间。

该方法可以进一步包括：使用在接收到的短信标中包括的到下一个全信标的持续时间或者下一个TBTT来确定下一个全信标接收时间；并且在被确定的下一个全信标接收时间接收下一个全信标。

STA可以在确定下一个全信标接收时间之后切换到瞌睡状态，并且在被确定的接收时间之前切换到唤醒状态。

该方法可以进一步包括：使用短信标计数信息或者短信标间隔信息中的至少一个确定下一个全信标接收时间；和在被确定的下一个全信标接收时间接收下一个全信标。

短信标计数信息或者短信标间隔信息中的至少一个可以被包括在探测响应帧或者短信标中。

该方法可以进一步包括：使用短信标数目信息、短信标间隔信息、或者短信标索引信息中的至少一个确定下一个全信标接收时间；和在被确定的下一个全信标接收时间接收下一个全信标。

短信标数目信息、短信标间隔信息、或者短信标索引信息中的至少一个可以被包括在探测响应帧或者短信标中。

短信标可以进一步包括被压缩的服务集标识符(SSID)字段、4字节时间戳、或者改变序列字段中的至少一个。

探测响应帧可以包括时间戳或者SSID中的至少一个。

可以响应于从STA发送到AP的探测请求帧接收探测响应帧。

本发明的上面的说明和下面的详细说明是示例性，并且用于在权利要求中公开的本发明的附加解释。

有益效果

根据本发明，能够提供用于发送/接收信标帧的新方法和设备。

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包含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图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的示例性配置；

图2图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置；

图3图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置；

图4图示WLAN系统的示例性配置；

图5图示在WLAN系统中的链路设定过程；

图6图示退避过程；

图7图示隐藏节点和暴露节点；

图8图示RTS和CTS；

图9图示功率管理操作；

图10至图12图示已经接收到TIM的STA的操作；

图13图示基于组的AID；

图14图示短信标；

图15图示在短信标帧中包括的示例性的字段；

图16图示根据本发明的实施例的用于提供信标接收信息的方法；

图17图示根据本发明的另一实施例的用于提供信标接收信息的方法；

图18图示根据本发明的另一实施例的用于提供信标接收信息的方法；

图19图示根据本发明的另一实施例的用于提供信标接收信息的方法；

图20图示根据本发明的实施例的用于发送/接收信标帧的方法；以及

图21是图示根据本发明的实施例的RF装置的配置的框图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更加充分地描述本发明，在附图中示出本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为受到在此处阐述的实施例的限制。而是，提供了一些实施例，使得本公开将会是全面和完整，并且将会向本领域的技术人员充分地表达本发明的范围。

在上面描述的实施例是本发明的要素和特点的组合。除非另作说明，可以选择性的考虑要素或者特点。每个要素或者特点可以在无需与其他要素或者特点结合的情况下实践。此外，本发明的实施例可以通过组合要素和/或特点的部分而构成。可以重新安排在本发明的实施例中描述的操作顺序。任何一个实施例的一些构造可以被包括在另一个实施例中，并且可以以另一个实施例的相应结构来替换。

被用于本发明的实施例的特定术语被提供以帮助本发明的理解。在本发明的范围和精神内这些特定术语可以被替换成其它的术语。

在一些情况下，为了防止本发明的概念模糊，已知技术的结构和设备将被省略，或者基于每个结构和设备的主要功能将以框图的形式示出。而且，只要可能，在附图和说明书中将使用相同的附图标记以指示相同的或者类似的部件。

能够通过对于电气与电子工程师协会(IEEE)802、3GPP、3GPPLTE、LTE-A和3GPP2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实施例。这些文献可以支持未被描述来阐明本发明的技术特征的步骤或部分。此外，能够通过该标准文献来解释在此提出的所有术语。

能够在诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)等的各种无线接入系统中使用在此描述的技术。CDMA可以被实现为诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可以被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可以被实现为诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、演进UTRA(E-UTRA)等的无线电技术。为了清楚起见，此申请集中于IEEE 802.11系统。然而，本发明的技术特征不限于此。

WLAN系统的配置

图1图示本发明可适用到的IEEE 802.11系统的示例性配置。

IEEE 802.11能够由多个组件构成并且根据组件的交互作用向WLAN提供支持对于更高层透明的STA移动性。基本服务集(BSS)可以对应于IEEE 802.11 LAN中的基本组件块。图1示出2个BBS(BSS1和BSS2)，其每一个包括作为成员的2个STA(被包括在BSS1中的STA1和STA2和被包括在BSS2中的STA3和STA4)。在图1中，限定BSS的椭圆形指示其中属于相对应的BSS的STA执行通信的覆盖区域。此区域可以被称为基本服务区域(BSA)。当STA移出BSA时，STA不能够与在BSA中的其它STA直接通信。

IEEE 802.11 LAN中的最基本的BSS是独立的BSS(IBSS)。例如，IBSS能够具有仅包括2个STA的最小配置。IBSS具有最简单的形式并且对应于在图1中示出的BSS(BSS1或者BSS2)，其中除了STA之外的组件被省略。当STA能够相互直接通信时此配置是可能的。这种LAN能够在必要时被配置，而不是被预先地指定和配置，并且可以被称为自组织网络。

当STA被接通或者切断，或者进入或者存在于BSS的覆盖时，能够动态地改变BSS中的STA的成员。为了变成BSS的成员，STA能够使用同步处理加入BSS。为了基于BSS接入所有的服务，STA需要与BSS相关联。关联可以被动态地设置并且可以使用分布系统服务(DSS)。

图2图示本发明可适用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置。除了图1中的配置之外，图2示出分布系统(DS)、分布系统介质(DSM)和接入点(AP)。

在LAN中，直接的站对站距离可能受到PHY性能的限制。虽然在一些情况下此距离限制能够是充分的，但是在一些情况下可能需要其间具有长距离的站之间的通信。DS可以被配置成支持扩展的覆盖。

DS指的是其中BSS被相互连接的结构。具体地，BSS可以作为由多个BSS组成的网络的扩展的形式的组件存在，而不是如在图1中示出独立地存在。

DS是逻辑概念并且可以通过DSM的特性指定。IEEE 802.11在逻辑上区分无线介质(WM)与DSM。逻辑介质被用于不同的用途并且通过不同的组件使用。IEEE 802.11没有将介质限制为相同的介质或者不同的介质。多个介质在逻辑上相互不同的事实能够解释IEEE 802.11LAN(DS结构或者其他网络结构)的灵活性。即，IEEE 802.11 LAN能够以各种方式实现并且实现的物理特性能够独立地指定相对应的LAN结构。

DS能够通过提供对于处置到目的地的寻址所必需的多个BSS和逻辑服务提供无缝集成来支持移动装置。

AP指的是使相关联的STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能性的实体。通过AP在BSS和DS之间能够发送数据。例如，图2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。此外，所有的AP是可寻址的实体，因为它们基本上对应于STA。由AP使用用于在WM上的通信的地址没有必要等于由AP使用用于在DSM上通信的地址。

从与AP相关联的STA中的一个发送到AP的STA地址的数据能够总是在未被控制的端口处被接收并且通过IEEE 802.1X端口接入实体来处理。此外，当被控制的端口被认证时，被发送的数据(或者帧)能够被递送给DS。

图3图示本发明可适用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置。除了图2的配置之外，图3还示出用于提供扩展的覆盖的扩展服务集(ESS)。

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IEEE 802.11中此类型的网络被称为ESS网络。ESS可以对应于被连接到DS的BSS的集合。然而，ESS不包括DS。在逻辑链路控制(LLC)层处ESS网络看起来像IBSS网络。属于ESS的STA能够相互通信，并且移动STA能够对于LCC透明第从BSS移向(在相同的ESS中的)另一BSS。

在图3中IEEE 802.11没有限定BSS的相对物理位置并且BSS可以定位如下。BSS能够部分地重叠，其是通常被用于提供连续覆盖的结构。BSS可以不相互物理地连接并且存在对BSS之间的逻辑距离的限制。另外，BSS可以物理地位于相同的位置处以便提供冗余。此外，一个(或者多个)IBSS或者ESS网络可以在物理上位于与一个(或者多个ESS)网络相同的空间中。当自组织网络在ESS网络的位置中操作时这可以对应于ESS网络形式，在物理上重叠的IEEE 802.11网络通过不同的组织或者两个或者更多个不同的接入来配置并且在相同的位置处需要安全政策。

图4图示WLAN系统的示例性配置。图4示出基于包括DS的结构的BSS的示例。

在图4的示例中，BSS1和BSS2组成ESS。在WLAN系统中，STA是根据IEEE 802.11的MAC/PHY规则操作的装置。STA包括APSTA和非AP STA。非AP STA对应于用户直接处置的装置，诸如膝上型计算机、蜂窝电话等等。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、移动订户站(MSS)等等。在其它的无线通信领域中，AP对应于基站(BS)、节点B、演进的节点B、基本收发器系统(BTS)、毫微微BS等等。

链路设定过程

图5图示一般链路设定过程。

为了设定到网络的链路并且发送/接收数据，STA需要发现网络、执行认证、建立关联并且经过用于安全的认证过程。链路设定过程可以被称为会话发起过程和会话设定过程。另外，链路设定过程的发现、认证、关联以及安全建立可以被称为关联过程。

现在将会参考图5描述示例性的链路设定过程。

在步骤S510中STA可以发现网络。网络发现可以包括STA的扫描操作。即，STA需要发现能够参与通信以便于接入网络的网络。STA需要在参与无线网络之前识别可兼容的网络。识别在特定的区域中存在的网络的过程被称为扫描。

扫描包括主动扫描和被动扫描。

图5图示包括主动扫描的网络发现操作。执行主动扫描的STA发送探测请求帧，以便于搜索周围的AP同时改变信道，并且等待对探测请求帧的响应。响应器将响应于探测请求帧的探测响应帧发送到STA。在此，响应器可以是在被扫描的信道的BSS中最终已经发送信标帧的STA。AP对应于BSS中的响应器，因为AP发送信标帧，然而在IBSS中响应器没有被固定，因为在IBSS中STA循环地发送信标帧。例如，已经在信道#1上发送探测请求帧并且已经在信道#1上接收到探测响应帧的STA，可以存储在接收到的探测响应帧中包括的BSS有关的信息，移动到下一个信道(例如，信道#2)并且以相同的方式执行扫描(即，在信道#2上的探测请求/响应传输和接收)。

可以以主动扫描方式执行扫描操作，这在图5中未被示出。执行主动扫描的STA等待信标帧同时改变信道。信标帧，IEEE 802.11中管理帧之一，指示无线网络的存在并且被定期地发送到执行扫描的STA以使STA能够发现并且参与无线网络中。AP在BSS中定期地发送信标帧，而IBSS中的STA在IBSS的情况下循环地发送信标帧。一旦接收到信标帧，执行扫描的STA存储关于在信标帧中包括的BSS的信息，并且记录每个信道中的信标帧信息同时移动到另一信道。已经接收到信标帧的STA可以存储在接收到的信标帧中包括的与BSS有关的信息、移动到下一个信道并且通过相同的方法在下一个信道上执行扫描。

将主动扫描与被动扫描进行比较，与被动扫描相比较主动扫描具有较小的延迟和较低的功率消耗的优点。

一旦发现网络，在步骤S550中可以对STA执行认证。此认证过程可以被称为第一认证以区分于步骤S540的安全设定操作，稍后将会加以描述。

认证包括STA将认证请求帧发送到AP的过程和AP响应于认证请求帧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、认证交易序列编号、状态代码、挑战文本、RSN(稳健安全网络)、有限循环群等等的信息。此信息是能够被包括在认证请求/响应帧中的信息的示例并且能够被其它信息替代或者包括附加信息。

STA可以将认证请求帧发送到AP。AP可以基于被包括在接收到的认证请求帧中的信息确定是否许可STA的认证。AP可以通过认证响应帧将认证处理结果提供给STA。

一旦STA成功认证，在步骤S530中可以执行关联。关联包括STA将关联请求帧发送到AP的过程和AP响应于关联请求帧将关联响应帧发送到STA的过程。

例如，关联请求帧可以包括与各种性能有关的信息和关于信标侦听间隔、SSID(服务集标识符)、支持的速率、支持的信道、RSN、移动性域、支持的操作类别、业务指示映射(TIM)广播请求、交互工作服务性能等等的信息。

例如，关联响应帧可以包括与各种性能有关的信息和关于状态代码、AID(关联ID)、支持的速率、EDCA(增强型分布式信道接入)参数集、RCPI(接收信道功率指示符)、RSNI(接收信号对噪声指标)、移动性域、超时间隔(关联恢复时间)、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等的信息。

前述的信息是能够被包括在关联请求/响应帧中的信息的示例并且可以被其它信息替代或者包括附加的信息。

在成功地关联STA与网络之后，在步骤S540中可以执行安全设定过程。安全设定过程S540可以对应于通过RSNA(稳健安全网络关联)请求/响应的认证、认证过程S530的第一认证过程或者认证过程。

安全设定过程S540可以包括使用EAPOL(通过LAN的扩展认证协议)帧通过四次握手的私钥设定过程。另外，可以根据在IEEE 802.11标准中未定义的安全方案执行安全设定过程。

WLAN的演进

IEEE 802.11n最近已经被建立为用于克服对WLAN中的通信速度的限制的技术标准。IEEE 802.11n旨在增加网络速率和可靠性并且扩展无线网络的覆盖。更加具体地，IEEE 802.11n支持540Mbps或者更高的数据吞吐量的高吞吐量(HT)并且以对于发送机和接收机两者使用多个天线的MIMO(多输入和多输出)为基础以优化数据速率同时最小化通信误差。

随着WLAN的传播和使用WLAN的应用的多样化，对于用于支持比由IEEE 802.11n支持的数据吞吐量更高的吞吐量的新的WALN系统存在需求。支持非常高的吞吐量(WHT)的下一代WLAN系统对应于IEEE 802.11n的下一个版本(例如，IEEE 802.11ac)并且是其中MAC服务接入点(SAP)支持1Gbps或者更高的数据吞吐量的新建议的IEEE802.11 WLAN系统之一。

为了有效地使用无线电信道，下一代WLAN系统支持其中多个站(STA)同时接入信道的MU-MIMO(多用户MIMO)。根据MU-MIMO，AP能够将分组同时发送到一个或者多个MIMO配对的STA。

此外，对于在空白空间中的WLAN操作的支持正在讨论当中。例如，在IEEE 802.11af中论述了在TV空白空间(TV WS)中引入WLAN系统，TV空白空间诸如是通过模拟TV的数字化引起的空闲频带(例如，54至698MHz)。空白空间是被许可由授权用户优先地使用的带。授权用户指的是被许可使用授权带的用户并且可以被称为授权装置、主要用户、责任用户等等。

在WS中操作的AP和/或STA需要提供授权用户的保护。例如，当诸如麦克风的授权用户正在使用与在WS带中具有特定带宽的频带相对应的特定WS信道时，AP和/或STA必须不使用与WS信道相对应的频带以便于保护授权用户。另外，当授权用户使用用于当前帧传输和/或接收的频带时，AP和/或STA需要停止使用该频带。

因此，AP和/或STA需要优先地检查WS带中的特定频带是否能够被使用，即，是否存在使用该频带的授权用户。检查与特定频带相对应的授权用户是否存在被称为频谱感测。能量检测、签名检测等等被用作频谱感测机制。当接收到的信号强度超过预定值时，可以确定授权用户正在使用特定的频带。否则，当DTV前导被检测时，可以确定授权用户正在使用频带。

论述作为下一代通信技术的M2M(机器对机器)通信技术。在IEEE802.11 WLAN中，IEEE 802.11ah被发展成用于M2M通信的技术标准。M2M通信指的是包括一个或者多个机器的通信方案并且可以被称为MTC(机器型通信)。在此，机器意指不要求直接操纵或者人的干预的实体。例如，机器的示例可以包括诸如装备有无线通信模块的仪表或者售货机的装置和能够在没有用户操纵/干预的情况下自动接入网络并且执行通信的用户设备，诸如智能电话。M2M通信可以包括装置对装置(D2D)通信、装置和服务器之间的通信等等。在装置和应用服务器之间的通信的示例可以包括在售货机和服务器之间的通信、在销售点(POS)装置和服务器之间和在电表、煤气表或者水表与服务器之间的通信。另外，基于M2M的应用可以包括安全、运输、医疗等等。考虑到M2M通信的应用的特性，M2M可能需要在其中存在非常多的装置的环境下有时候以低速率支持少量数据的传输和接收。

具体地，M2M通信需要支持大量的STA。经过假定当前WLAN系统中一个AP与最多2007个STA相关联，对于M2M通信，用于支持更多数量的STA(例如，6000个STA)与一个AP相关联的情况的方法正在被论述。此外，期待在M2M通信中许多的应用支持/要求低传输速度。为了支持这一点，论述了用于减少业务指示映射(TIM)的比特大小的方法，因为在WLAN系统中STA基于TIM元素识别要被发送的数据。另外，在M2M通信中期待大量具有非常长的传输/接收间隔的的业务。例如，在电/气/水测量中，有必要非常频繁地(例如，一个月一次)发送和接收非常少量的数据。因此，在WLAN系统中论述了用于有效地支持下述情况的方法，即尽管能够与AP相关联的STA的数目非常大，但是在一个信标间隔期间具有要从AP接收的数据帧的STA的数目非常小的情况。

如上所述，WLAN技术正在快速地演进并且用于建立直接链路设定、提高介质流式传输性能、支持高速和/或大规模初始会话设定、扩展带宽以及操作频率等等的技术正在开发。

介质接入机制

在符合IEEE 802.11的WLAN系统中，MAC(介质接入控制)的基本接入机制是CSMA/CA(具有冲突避免的载波侦听多路接入)机制。CSMA/CA机制也被称为IEEE 802.11 MAC的分布式协调功能(DCF)并且基本上采用“先听后说”接入机制。根据这种类型的接入机制，AP和/或STA能够在开始传输之前在预定的时段(例如，DIFS(DCF帧间间隔))期间执行用于感测无线电信道或者介质的CCA(空闲信道评估)。作为感测的结果一旦确定介质是处于空闲状态，AP和/或者STA通过介质开始帧传输。一旦检测到介质是处于被占用的状态，AP和/或STA可以设置用于介质接入的延迟(例如，随机退避时段)，等待并且然后试图进行帧传输，而不是开始传输。当应用随机退避时段时，期待多个STA在等待不同的时段之后试图进行帧传输，并且从而能够最小化冲突。

IEEE 802.11 MAC协议提供HCF(混合协调功能)。HCF是以DCF和PCF(点协调功能)为基础。PCF指的是定期地轮询所有的接收AP和/或STA使得所有的接收AP和/或STA能够接收数据帧的基于轮询的同步接入方法。另外，HCF具有EDCA(增强分布式信道接入)和HCCA(HCF受控信道接入)。EDCA对应于基于竞争的接入方案，其中提供正将数据帧提供给多个用户，并且HCCA使用基于无竞争的信道接入方法，其使用轮询机制。此外，HCF包括用于改进WALN的QoS(服务质量)的介质接入机制并且能够在竞争时段(CF)和无竞争时段(CFP)两者中发送QoS数据。

图6图示退避过程。

将会参考图6给出基于随机退避时段的操作的描述。当处于被占用或者忙碌状态的介质进入空闲状态时，STA可以试图进行数据(或者帧)传输。在这样的情况下，STA可以分别选择随机退避计数，等待与随机退避计数相对应的时隙时段，并且然后试图进行传输以便于最小化冲突。随机退避计数具有伪随机整数并且可以被确定为处于0至CW的范围中的值中的一个。在此，CW是竞争窗口参数值。CW参数具有初始值CWmin并且在传输失败的情况下(例如，当用于传输帧的ACK没有被接收到时)此值可以加倍。当CW参数达到Cwmax时，则能够试图进行数据传输同时保持CWmax直到数据传输被成功地执行。一旦数据传输成功，CWmax被复位为CWmin。CW、CWmin以及CWmax优选地被设置为2ⁿ-1(n＝0,1,2,…)。

当随机退避过程开始时，根据被确定的退避计数值在退避时隙倒计数期间STA连续地监测介质。当监测到介质是处于被占用的状态时STA停止倒计数并且等待，并且当介质进入空闲状态时恢复剩余的倒计数。

在图6的示例中，一旦要在STA3的MAC处发送的分组到达，STA3可以确认对于DIFS介质是处于空闲状态并且立即发送帧。剩余的STA监测介质是处于忙碌状态并且等待。在检测和等待期间，在STA1、STA2、以及STA5中可以产生要被发送的数据。在这样的情况下，一旦检测到介质是处于空闲状态每个STA能够等待DIFS，并且然后根据由此选择的随机退避计数值倒计数退避时隙。在图6的示例中，STA2选择最小的退避计数值并且STA1选择最大的退避计数值。即，当STA2完成退避计数并且开始帧传输时，STA5的剩余退避时间小于STA1的剩余退避时间。当STA2占用介质时，STA1和STA5停止倒计数并且等待。当STA2的介质的占用结束并且介质变成空闲状态时，STA1和STA5在等待DIFS之后恢复倒计数。即，在与剩余退避时间相对应的剩余退避时隙被倒计数之后，STA1和STA5能够开始帧传输。因为STA5的剩余退避时间小于STA1的剩余退避时间，所以STA5开始帧传输。当STA2占用介质时，在STA5中可以产生要被发送的数据。当介质变成空闲状态时，STA4可以等待DIFS，根据由此选择的随机退避计数值执行倒计数并且开始帧传输。图6示出STA5的剩余退避时间与STA4的随机退避时间偶然一致的情况。在这样的情况下，STA4和STA5可能冲突。当冲突发生时，STA4和STA5不能够接收ACK并且从而数据传输失败。在此，STA4和STA5能够加倍CW，选择随机退避计数值并且执行倒计数。在其中由于STA4和STA5的传输介质被占用的时段期间STA1可以等待，当介质变成空闲时等待DIFS，并且然后在剩余退避时间流逝之后开始帧传输。

感测STA的操作

如上所述，除了AP和/或STA通过其直接感测介质的物理载波感测之外，CSMA/CA机制还包括虚拟载波感测。虚拟载波感测解决在介质接入中可能产生的问题，诸如隐藏节点问题。对于虚拟载波感测，WLAN的MAC能够使用网络分配向量(NAV)。NAV是值，正在使用介质或者具有使用介质的许可的AP和/或STA通过该值指示在介质变成对于其它AP和/或STA来说可用的之前的剩余时间。因此，被设置为NAV的值对应于其中介质被调度为被发送相对应的帧的AP和/或STA使用的时段，并且防止接收NAV值的STA在相对应的时段期间接入介质。例如，根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值能够设置NAV。

为了减少冲突的可能性，稳健冲突介质已经被引入。现在将会参考图7和图8描述稳健冲突机制。为了便于描述，假定实际载波感测范围对应于传输范围，尽管它们可能不相互对应。

图7图示隐藏节点和暴露节点。

图7(a)示出示例性的隐藏节点并且示出STA A和STA B相互通信并且STA C具有要被发送的信息的情况。具体地，STA C可以确定在将数据发送到STA B之前在载波感测期间介质处于空闲中，尽管STA A将信息发送到STA B。这是因为STA C可能在STA C的位置中没有感测到STA A的传输。在这样的情况下，STA B同时接收STA A和STA C的信息，并且从而冲突发生。在此，STA A能够被视为STAC的隐藏节点。

图7(b)示出示例性的暴露节点并且示出STA B将数据发送到STA A并且STA C具有要被发送到STA D的信息的情况。在这样的情况下，STA C可以使用载波感测确定由于STA B的传输介质被占用。因此，STA C需要等待直到介质变成空闲，因为感测到介质占用的状态，即便STA C具有要被发送到STA D的信息。然而，因为STA A位于STA C的传输范围外，所以来自于STA C的传输和来自于STA B的传输可能没有冲突。因此，STA C没有必要地等待直到STA B停止传输。在此，STA C能够被视为STA B的暴露节点。

图8图示RTS(请求发送)和CTS(清除发送)。

为了在如在图7中所示的示例性情形中有效地使用冲突避免机制，诸如RTS和CTS的短信令分组能够被使用。两个STA之间的RST/CTS可以被用于邻近STA通过旁听RTS/CTS来考虑两个STA之间的信息传输。例如，当意图发送数据的STA将RTS帧发送到将会接收数据的STA时，接收数据的STA能够通过将CTS帧发送到邻近STA来通知邻近STA该STA将接收数据。

图8(a)图示用于解决隐藏节点问题的方法并且示出STA A和STA C试图将数据发送到STA B的情况。当STA A将RTS发送到STAB时，STA B将CTS发送到STA A和STA C两者。因此，STA C等待直到STA A和STA B的数据传输完成，并且从而能够避免冲突。

图8(b)图示用于解决暴露节点问题的示例性方法。STA C可以通过旁听在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输来确定即使当STA C将数据发送到另一STA(例如，STA D)时也没有发生冲突。具体地，STA B将RTS发送到所有邻近STA并且仅将CTS发送到STA B将会实际向其发送数据的STA A。因为STA C已经接收到RTS但是还没有接收STA A的CTS，所以STA C能够识别STA A位于STA C的载波感测外。

功率管理

如上所述，在WLAN系统中STA需要在传输和接收之前执行信道感测。连续的信道感测引起STA的连续功率消耗。在接收状态下的功率消耗与传输状态下的功率消耗相似，并且从而接收状态的保持是对功率受限的STA(即，电池供电的STA)的负担。因此，当STA保持接收等待状态以连续地感测信道时，在WLAN吞吐量方面STA低效率地消耗功率。为了解决这样的问题，WLAN系统支持STA功率管理(PM)模式。

STA PM模式被分类成活跃模式和省电(PS)模式。STA基本上在活跃模式下操作。在活跃模式下操作的STA保持唤醒状态。唤醒状态是诸如帧传输和接收、信道扫描等等的正常操作能够被执行的状态。在PS模式下操作的STA在睡眠状态(或者瞌睡状态)和唤醒状态之间切换。在睡眠状态下操作的STA以最小的功率操作并且不执行帧扫描也不执行帧传输/接收。

当STA长时间内在睡眠状态下操作时，功耗减少并且从而STA的操作时段增加。然而，因为在睡眠状态下不能够执行帧传输和接收，所以STA不能够无条件地在睡眠状态下操作。当在睡眠状态下操作的STA具有要被发送到AP的帧时，STA能够切换到唤醒状态并且发送帧。当AP具有要发送到STA的帧时，在睡眠状态下的STA不能够接收帧并且甚至不能够识别要接收的帧的存在。因此，STA可能需要在特定的间隔切换到唤醒状态以便于识别要被发送的帧的存在(或者当帧存在时接收帧)。

图9图示功率管理操作。

参考图9，AP 210在预定的间隔将信标帧发送到BSS中的STA(S211、S212、S213、S214、S215以及S216)。信标帧包括TIM信息元素(IE)。TIM IE包括指示用于与AP 210相关联的STA的缓冲的业务存在并且AP 210将会发送帧的信息。TIM元素包括被用于指示单播帧的TIM和被用于指示多播或者广播帧的递送业务指示映射(DTIM)。

为了三次信标帧传输，AP 210可以发送DTIM。STA1 220和STA2222在PS模式下操作。STA1 220和STA2 222可以被配置成在预定的唤醒间隔从睡眠状态切换到唤醒状态以接收从AP 210发送的TIM元素。每个STA可以基于其本地时钟信号计算时间以切换到唤醒状态。在图9的示例中，假定STA时钟信号与AP时钟信号一致。

例如，预定的唤醒间隔可以被设置为使得在每个信标间隔STA1220切换到唤醒状态以接收TIM元素。因此，当AP 210初始发送信标帧时STA1 220能够切换到唤醒状态(S221)。STA1 220能够接收信标帧并且获取TIM元素。如果获得的TIM元素指示要被发送到STA1220的帧的存在，则STA1 220可以将用于请求帧传输的PS-轮询帧发送到AP 210(S221a)。AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA1220(S231)。一旦完成帧接收，STA1 220切换到睡眠状态。

在AP 210的第二信标帧传输中，AP 210的信标帧传输可能被延迟，因为AP 210不可以在正确的信标间隔发送信标帧，由于其它的装置接入介质的忙碌介质状态(S212)。在这样的情况下，与信标间隔同步STA1 220切换到唤醒状态。然而，STA1 220返回到睡眠状态，因为其不能够接收延迟的信标帧(S222)。

当AP 210发送第三信标帧时，信标帧可以包括被设置为DTIM的TIM元素。然而，由于忙碌的介质状态，AP 210延迟信标帧传输(S213)。STA1 220可以与信标间隔同步切换到唤醒状态，并且可以通过从AP210发送的信标帧获得DTIM。假定通过STA1 220获取的DTIM指示不存在要被发送到STA1 220的帧并且存在用于另一STA的帧。在这样的情况下，STA1 220可以确认要发送的帧不存在并且返回到睡眠状态。在发送信标帧之后AP 210将帧发送到相对应的STA(S232)。

AP 210发送第四信标帧(S214)。因为STA1 220不能够通过接收TIM元素两次获得指示存在被缓冲的业务的信息，所以STA1 220可以调节用于TIM接收的唤醒间隔。否则，当从AP 210发送的信标帧包括用于调节STA1 220的唤醒间隔的信令信息时，能够调节STA1 220的唤醒间隔。在图9的示例中，STA1 220可以被配置成切换操作模式使得STA1 220每三个信标间隔唤醒，而不是为了TIM元素接收在每个信标间隔切换操作模式。因此，在AP 210发送第四信标帧(S214)之后，STA1 220不能够获得相对应的TIM元素，因为当AP 210发送第五信标帧时STA1 220保持睡眠状态(S215)。

当AP 210发送第六信标帧(S216)时，STA1 220可以切换到唤醒状态并且获得在信标帧中包括的TIM元素(S224)。因为TIM元素是指示广播帧的存在的DTIM，所以STA1 220在没有将PS轮询帧发送到AP 210的情况下可以接收从AP 210发送的广播帧(S234)。其间，可以为STA2 230设置比STA1 220的唤醒间隔更长的唤醒间隔。因此，当AP 210发送第五信标帧(S215)时，STA2 230可以切换到唤醒状态以接收TIM元素(S241)。STA2 230可以通过TIM元素识别要被发送的帧存在，并且将PS轮询帧发送到AP 210以请求帧传输(S241a)。AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA2 230(S233)。

对于省电模式的管理，如在图9中所示，TIM元素包括指示要被发送到STA的帧的存在的TIM或者指示广播/多播帧的存在的DTIM。可以通过设置TIM元素的字段实现DTIM。

图10至图12详细图示STA接收TIM的操作。

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，并且通过分析接收到的TIM元素识别要被发送的被缓冲的帧的存在。STA可以在与其他的STA竞争用于PS轮询传输的介质接入之后将PS轮询帧发送到AP以请求数据帧传输。一旦从STA接收PS轮询帧，AP可以发送数据帧。STA可以接收帧并且将ACK帧发送到AP。然后，STA可以返回到睡眠状态。

如在图10中所示，AP可以根据立即响应模式操作，在该立即响应模式中，AP在从当从STA接收到PS轮询帧时开始的预定时间(例如，短帧间分隔(SIFS))的流逝之后发送数据帧。当在接收PS轮询帧之后在SIFS内AP不能够准备数据帧时，AP可以在推迟响应模式下操作，现在将会参考图11进行描述。

在图11的示例中，STA从睡眠状态切换到唤醒状态以从AP接收TIM并且通过竞争将PS轮询帧发送到AP的操作与图10的示例中的操作相同。当在SIFS内AP不能够准备数据帧时，尽管AP已经接收到PS轮询帧，AP可以向STA发送ACK帧替代数据帧。一旦在ACK帧传输之后准备数据帧，AP可以在竞争之后将数据帧发送到STA。STA可以将指示数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP并且被切换到睡眠状态。

图12示出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。通过接收到的DTIM，STA可以知道多播/广播帧的传输。在发送包括DTIM的信标帧之后，AP可以在没有发送/接收PS轮询帧的情况下立即发送数据(即，多播/广播帧)。一旦接收包括DTIM的信标帧，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返回到睡眠状态。

TIM结构

在参考图9至图12描述的基于TIM(DTIM)协议管理省电模式的方法中，STA可以通过被包括在TIM元素中的STA识别信息检查要被发送的数据帧是否存在。STA识别信息可以是与在与AP的关联期间被分配给STA的关联标识符(AID)有关的信息。

AID被用作关于一个BSS中的每个STA的唯一的标识符。例如，在当前WLAN系统中AID能够被分配给处于1至2007的范围中的值中的一个。在当前WLAN系统中，14个比特可以被分配给为了AID通过AP和/或STA发送的帧。虽然AID值可以被分配到直至16383，但是可以将2008至16383设置为保留值。

根据常规定义的TIM元素不适合于其中大量(例如，2007个或者更多)的STA与一个AP相关联的M2M应用。当现有的TIM结构被扩展时，TIM位图的大小过多地增加并且从而不能够被现有的帧格式支持。另外，考虑到低传输速率应用，扩展的TIM结构不适合于M2M通信。此外，期待在M2M通信中在一个信标间隔已经接收到数据帧的STA的数目非常小。因此，考虑到如上所述的M2M通信的应用，因为在很多情况下经过TIM位图大小增加但是大部分比特具有0的值，所以需要有效地压缩位图的技术。

已经提供从位图的前部分省略连续的0并且将该部分定义为偏移(或者开始点)值的方法作为位图压缩技术。然而，当在STA的AID值之间存在大的差而存在为其缓冲的帧的STA的数目小时，编译效率不高。例如，当仅要被发送到分别具有10和20000的AID的仅两个STA的帧被缓冲时，除了与两端相对应的比特之外的相对应的位图的所有比特是0，尽管压缩的位图具有1990的长度。虽然当能够与一个AP相关联的STA的数目小时位图压缩的低效率不显著，但是当STA的数目增加时位图压缩低效率可能劣化系统性能。

为了解决这一点，AID可以被划分为组并且可以执行有效的数据传输。被指定的组ID(GID)被分配给每个组。现在参考图13将会描述基于组分配的AID。

图13(a)图示基于组分配的示例性的AID。在图13(a)的示例中，AID位图的一些前面的比特可以被用于表示GID。例如，使用AID位图的前面的两个比特能够表示四个GID。当AID位图具有N个比特的总长度时，前两个比特(B1和B2)表示相对应的AID的GID。

图13(b)示出基于组分配的另一示例性的AID。在图13(b)的示例中，可以取决于AID位置分配GID。在此，通过偏移和长度值可以表示使用相同GID的AID。例如，当通过偏移A和长度B表达GID1时，在位图中AID A至A+B-1对应于GID 1。在图13(b)的示例中，假定1至N4个AID被划分为四个组。在这样的情况下，与GID 1相对应的AID是1至N1并且可以通过偏移1和长度N1表示。可以通过偏移N1+1和长度N2-N1+1来表示与GID 2相对应的AID，可以通过偏移N2+1和长度N3-N2+1表示与GID 3相对应的AID，并且可以通过偏移N3+1和长度N4-N3+1表示与GID 4相对应的AID。

基于组分配的AID根据GID在不同的间隔中许可信道接入，以解决针对大量的STA的TIM元素缺乏并且实现有效的数据传输和接收。例如，在特定的间隔中能够仅许可与特定组相对应的STA进行信道接入，并且限制其它的STA。其中仅许可特定STA的信道接入的预定间隔可以被称为限制接入窗口(RAW)。

现在将会参考图13(c)描述根据GID的信道接入。图13(c)图示当AID被划分为三个组时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)中，与属于GID 1的AID相对应的STA的信道接入被许可并且属于其他的GID的STA的信道接入没有被许可。为了实现这一点，第一信标包括仅用于与GID 1相对应的AID的TIM元素。第二信标帧包括仅用于与GID 2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)中仅许可与属于GID 2的AID相对应的STA的信道接入。第三信标帧包括仅用于与GID 3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)中仅许可与属于GID 3的AID相对应的STA的信道接入。第四信标帧包括仅用于与GID 1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)中仅许可与属于GID 1的AID相对应的STA的信道接入。在第五和后续的信标间隔(或者第五和后续RAM)中，仅许可属于通过在相对应的信标帧中包括的TIM指示的特定组的STA的信道接入。

虽然图13(c)图示根据信标间隔循环或者周期顺序的GID，但是本发明不限于此。即，仅与特定的GID相对应的AID可以被包括在TIM元素中使得在特定的间隔(例如，特定的RAW)中仅许可与AID相对应的STA的信道接入并且限制其它STA的信道接入。

前述的基于组的AID分配方案也可以被称为分级TIM结构。即，所有的AID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块相对应的STA(即，特定组中的STA)的信道接入。因此，大的TIM被划分为小块/组以允许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。虽然图13图示2级的层，但是可以以两个或者更多的级配置分级结构。例如，能够将所有的AID划分为多个寻呼组，将各个寻呼组划分为多个块并且将每个块划分为多个子块。在这样的情况下，作为图13(a)的示例的扩展，AID位图中的前面的N1个比特能够表示寻呼ID(即，PID)，接下来的N2个比特能够表示块ID，接下来的N3个比特能够表示子块ID并且剩下的比特能够表示相对应的子块中的STA比特位置。

在下面将会描述的本发明的示例中，用于将STA(或者分别被分配给STA的AID)划分为预定的分级组并且管理被划分的STA的各种方法是可应用的并且基于组的AID分配不限于前述示例。

PPDU帧格式

PPDU(物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元)帧格式可以包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、信号(SIG)字段、以及数据字段。最基本的(例如，非HT(高吞吐量))PPDU帧格式可以由L-STF(传统STF)字段、L-LTF(传统LTF)字段、SIG字段、以及数据字段组成。另外，根据PPDU帧格式类型(例如，HT混合格式PPDU、HT未开发格式PPDU、VHT(非常高的吞吐量)PPDU等等)在SIG字段和数据字段之间可以添加STF、LTF以及SIG字段。

STF是用于信号检测、AGC(自动增益控制)、分集选择、精确同步等等的信号，并且LTF是用于信道估计、频率误差估计等等的信号。STF和LTF可以被称为PCLP前导，该PLCP前导是用于OFDM物理层的同步和信道估计的信号。

SIG字段可以包括RATE字段和LENGTH字段。RATE字段可以包括关于数据调制和编译速率的信息。LENGTH字段可以包括关于数据的长度的信息。此外，SIG字段可以包括奇偶比特、SIG TAIL比特等等。

数据字段可以包括服务字段、PSDU(PLCP服务数据单元)、以及PPDU TAIL比特并且必要时进一步包括填充比特。服务字段中的一些比特可以被用于接收机中的解扰器的同步。PSDU对应于在MAC层中定义的MAC PDU并且可以包括在更高层中产生/使用的数据。PPDU TAIL比特可以被用于将编码器返回到零状态。填充比特可以被用于将数据字段长度调节成预定的单位。

根据各种MAC帧格式定义MAC PDU。基本的MAC帧是由MAC报头、帧主体、以及FCS(帧检验序列)组成。MAC帧是由MAC PDU组成，并且可以通过PPDU帧格式的数据部分的PSDU发送或者接收。

空数据分组(NDP)帧格式指的是没有包括数据分组的帧格式。即，NDP帧格式意指仅包括正常PPDU格式中的PLCP报头部分(即，STF、LTE以及SIG字段)并且不包括剩余的部分(即，数据字段)的帧格式。NDP帧格式可以被称为短帧格式。

短信标

通常的信标帧是由MAC报头、帧主体以及FCS组成并且帧主体可以包括下述字段。

时间戳字段是用于同步。已经接收到信标帧的所有的STA可以根据时间戳值来改变/更新其本地时间信号。

信标间隔字段指示在信标传输之间的间隔并且以时间单位(TU)来表示。TU可以是毫秒(μs)。例如，TU能够被定义为1024μs。AP需要发送信标的时间可以被表示为TBTT(目标信标传输时间)。即，信标间隔字段对应于从一个信标帧的传输时间到下一个TBTT的间隔。已经接收到先前的信标的STA可以从信标间隔字段计算下一个信标的传输时间。通常，信标间隔可以被设置为100个TU。

性能信息字段包括关于装置/网络的性能的信息。例如，可以通过性能信息字段指示自组织或者基础设施网络的类型。此外，性能信息字段可以被用于指示是否支持轮询、编码的详情等等。

另外，信标帧可以包括SSID、支持的速率、FH(跳频)参数集、DSSS(直接序列扩展频谱)参数集、CF(无竞争)参数集、IBSS参数集、TIM、国家IE、功率约束、QoS性能、HT(高吞吐量)性能等等。然而，被包括在信标帧中的字段/信息是示例性的并且在本发明中提出的信标帧不限于此。

不同于前述的正常信标帧的短信标帧可以被定义。为了区分正常信标帧与短信标帧，常规信标可以被称为全信标。

图14图示短信标。

以TU表示短信标间隔并且信标间隔(即，全信标的信标间隔)可以被定义为短信标间隔的整数倍。如在图14中所示，全信标间隔能够被定义为N*信标间隔(N≥1)。例如，在发送一个全信标的时间与发送下一个全信标时的时间之间的间隔期间能够发送短信标一次或者多次。图14图示在全信标间隔中发送三个短信标(短B)的示例。

STA可以使用在短信标中包括的SSID(或者压缩的SSID)确定是否所期待的网络是可用的。STA可以将关联请求发送到在从所期待的网络发送的短信标中包括的AP的MAC地址。因为通常与全信标相比更加频繁地发送短信标，所以通过支持短信标不相关联的STA能够快速地关联AP。当为了进行关联STA需要附加的信息时，STA可以将探测请求发送到所期待的AP。另外，使用被包括在短信标中的时间戳信息可以执行同步。此外，能够通过短信标指示是否已经改变了网络信息。当已经改变网络信息时，STA可以通过全信标获得改变的网络信息。短信标可以包括TIM。即，通过全信标和短信标可以提供TIM。

图15图示被包括在短信标帧中的示例性字段。

FC(帧控制)字段可以包括类型/子类型字段并且可以指示短信标帧对应于短信标。FC字段可以具有2个八位字节的长度。

SA(源地址)字段可以是发送短信标的AP的MAC地址。SA字段可以具有6个八位字节的长度。

被压缩的SSID字段可以包括网络的SSID的部分或者SSID的散列值。可以允许已经获知相对应的网络的STA使用SSID发现网络。被压缩的SSID字段的长度还没有被确定并且要被确定。

时间戳字段可以包括AP的时间戳的LSB(最低有效位)的4个字节。即使当仅提供LSB的4个字节替代整个时间戳时，接收到整个时间戳的STA(例如，被关联的STA)能够使用LSB的4个字节执行同步。

改变序列字段可以包括指示是否已经改变网络信息的信息。具体地，当改变网络的重要信息(例如，信标信息)时，改变序列计数器增加了1。改变序列字段具有1个八位字节的长度。

到下一个全信标的持续时间可以被包括在短信标中或者没有被包括在短信标中。此字段能够向STA指示从短信标的传输时间到下一个全信标的传输时间的间隔。因此，一旦监听到短信标，STA可以在瞌睡(或者睡眠)模式下操作以减少功率消耗。此字段的长度要被确定。

短信标帧可以包括附加的或者可选的字段或者除了前述示例性的字段之外的信息元素(IE)。

CRC(循环冗余校验)字段可以被用于检查是否短信标帧具有错误。

用于通过探测请求/响应获得网络信息的方法

如在前述的主动扫描中所描述的，STA可以通过将探测请求帧发送到AP并且从AP接收探测响应帧来识别/发现网络。

具体地，具有被设置为活跃模式的测量请求类型的STA在测量持续时间的开始在所请求的信道上发送探测请求帧。响应于探测请求帧，AP可以使用探测响应帧将确认响应提供给STA。通过此探测请求/响应过程，STA可以从AP获得时间同步信息、信标接收信息、网络有关的识别信息(例如，SSID)、性能信息、用于在相对应的网络中的数据传输和接收的基本信息等等。例如，探测响应帧可以包括与在信标帧中包括的信息相类似的信息，诸如时间戳、信标间隔、性能、SSID、支持的速率、FH参数集、DSSS参数集、CF参数集、IBSS参数集、国家、功率约束字段等等。因为探测响应帧包括时间戳信息和信标间隔信息，所以已经接收到信标的STA能够从信标间隔信息预测下一个信标传输时间。

然而，因为探测响应帧仅包括信标间隔信息，所以还没有接收到初始信标的STA不能够仅使用信标间隔信息正确地计算能够接收下一个信标的时间。此外，即使当STA试图从时间戳信息和信标间隔信息预测下一个信标接收时间时，如果在初始信标传输时间之后信标间隔仅改变了一次，则预测的值可能不正确。例如，处于初始状态下的STA不能够知道能够接收信标信号的正确的时间，即使STA接收探测响应帧，并且从而STA需要等待同时继续侦听信道直到信标被发送。即，当STA还没有与网络(或者AP)同步时，因为STA不能够知道STA能够侦听到信标帧的正确的时间，所以STA不能够在省电模式(例如，瞌睡状态)下操作。

如上所述，因为已经执行探测请求/响应过程的STA不能够确定/计算能够接收下一个信标帧的时间，所以STA不能够在省电模式下操作，从而增加其功率消耗。特别地，当具有功率消耗限制的STA或者以长的间隔内在瞌睡(或者睡眠)模式下操作的STA消耗功率以便于接收信标时，对其预期的在其中STA能够执行正确的操作的持续时间可以显著地减少。

本发明建议用于解决前述问题并且使STA能够有效地接收信标以快速地获得网络信息同时减少功率消耗的新操作(特别地，在探测请求/响应过程中定义的新信令)。关于此，因为信标能够被定义为如上所述的全信标或者短信标，所以本发明的建议包括考虑到信标类型的详细的方案。

实施例1

本发明涉及一种使STA能够通过向STA用信号发送关于全信标的信息接收全信标的方法。

图16图示根据本发明的实施例的提供信标接收信息的方法。

AP可以响应于从STA发送的探测请求帧将探测响应帧发送到STA。根据本发明，关于被包括在探测响应帧中的下一个全信标的信息可以是关于接收下一个全信标所耗费的时间或者与下一个全信标有关的目标信标传输时间(TBTT)的信息。例如，关于到下一个全信标的持续时间的信息可以被包括在探测响应帧中作为到下一个全信标字段的持续时间。关于从STA接收探测响应帧到STA接收下一个全信标的持续时间的信息或者关于在探测响应帧接收时间与下一个全信标接收时间之间的差(即，时间偏移)的信息可以被包括在探测响应帧中并且被发送。关于用于下一个全信标的目标信标传输时间可以作为下一个TBTT字段被包括在探测响应帧中。下一个TBTT字段指示与发送探测响应帧的AP的下一个全信标有关的TBTT。

一旦接收探测响应帧，STA可以使用到下一个全信标字段的持续时间的值基于当前探测响应帧接收时间确定/计算能够接收下一个全信标的时间。另外，STA可以基于被包括在探测响应帧中的时间戳值和下一个TBTT计算下一个全信标的传输时间。因此，STA能够正确地接收下一个全信标。

STA可以在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作直到在探测响应帧的接收之后接收到下一个全信标帧，并且在下一个全信标帧的传输(即，就在全信标帧传输时间之前)唤醒以接收全信标。

在此，AP可以考虑到对于STA成功接收并且解码探测响应帧所要求的时间设置到下一个全信标字段的持续时间，并且通知STA被设置的到下一个全信标字段的持续时间。即，因为一旦接收和解码探测响应帧STA能够检查到下一个信标的持续时间字段或者下一个TBTT字段的值，所以AP可以通知STA从STA检查值到接收到下一个信标帧的持续时间以减少STA的处理开销。

实施例2

本实施例涉及一种用于通过向STA发信号通知关于到下一个短信标的持续时间的信息和关于从短信标到全信标的持续时间的信息使STA能够接收全信标的方法。该方法对应于本发明建议的示例性的分级信标接收方法。

图17图示根据本发明的实施例的提供信标接收信息的方法。

AP可以响应于通过STA发送的探测请求帧将探测响应帧发送到STA。根据本发明，在支持短信标传输和接收的系统中，关于从STA接收探测响应帧到当STA接收下一个短信标的持续时间的信息或者关于在探测响应帧接收时间和下一个短信标接收时间之间的差(即，时间偏移)的信息可以被包括探测响应帧中并且被发送。例如，到下一个短信标字段的持续时间能够被包括在探测响应帧中。

一旦接收探测响应帧，STA可以使用到下一个短信标字段的持续时间的值基于当前探测响应帧的接收时间确定/计算STA能够接收下一个短信标的时间。因此，STA能够正确地接收下一个短信标。

一旦接收短信标，当短信标包括到下一个全信标的持续时间字段或者下一个TBTT字段时，STA可以基于到下一个全信标的持续时间字段或者下一个TBTT字段的值确定/计算STA能够接收下一个全信标的时间。因此，STA能够正确地接收下一个全信标。

即，STA可以使用在探测响应帧中包括的信息确定STA能够接收短信标的时间、接收短信标，并且使用在短信标中包括的信息确定STA能够接收全信标时的时间以最终接收全信标。

另外，STA可以在接收探测响应帧之后在到下一个短信标帧的持续时间中在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作，并且在下一个短信标帧的传输时间(例如，就在短信标帧传输时间之前)唤醒以接收短信标帧。此外，STA可以在接收短信标帧之后在到下一个全信标帧的持续时间中在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作，并且在下一个全信标帧的传输时间(例如，就在全信标帧传输时间之前)唤醒以接收全信标帧。

实施例3

本实施例涉及一种通过向STA用信号发送关于到下一个短信标的持续时间的信息和与短信标有关的信息使STA能够接收全信标的方法。此方法对应于通过本发明建议的另一示例性的分级信标接收方法。

图18图示根据本发明的另一实施例的提供信标接收信息的方法。

AP可以响应于通过STA发送的探测请求帧将探测响应帧发送到STA。根据本发明，在支持短信标传输和接收的系统中，关于从STA接收探测响应帧到STA接收下一个短信标的持续时间的信息或者关于在探测响应帧接收时间和下一个短信标接收时间之间的差(即，时间偏移)的信息可以被包括在探测响应帧中并且被发送。例如，到下一个短信标字段的持续时间能够被包括在探测响应帧中。

另外，探测响应帧可以进一步包括下一个短信标的短信标计数信息。短信标计数信息可以对应于在下一个全信标帧传输时间之前剩余的短信标帧的数目，包括下一个短信标帧。否则，短信标计数信息可以指示能够在下一个全信标帧传输时间之前发送剩余的短信标帧的数目，不包括下一个短信标帧。短信标帧计数信息可以被包括在短信标帧中，而不是在探测响应帧中。

探测响应帧可以附加地包括短信标间隔信息。短信标间隔指的是在短信标帧之间的持续时间。

一旦接收探测响应帧，STA可以使用到下一个短信标字段的持续时间的值基于当前探测响应帧的接收时间确定/计算STA能够接收下一个短信标的时间。因此，STA能够正确地接收下一个短信标。在此，STA可以在探测响应帧的接收之后在到下一个短信标帧的持续时间中在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作，并且在下一个短信标帧的传输时间(例如，就在短信标帧传输时间之前)唤醒以接收短信标帧。

一旦接收短信标，如上所述，STA可以使用被包括在探测响应帧(或者短信标帧)中的短信标计数信息和短信标间隔信息确定/计算到下一个全信标传输时间的持续时间。

在图18的示例中，短信标计数值被设置为3，其意指在下一个全信标接收时间之前包括下一个短信标帧的、剩余的短信标帧的数目是3。(否则，根据其中剩余的短信标帧不包括下一个短信标帧的计数方案短信标计数值可以被设置为2，并且从而不同数目的剩余的短信标帧表示相同的情形)。在这样的情况下，STA可以基于探测响应帧接收时间确定在“到下一个短信标的持续时间”+3*短信标间隔之后要接收下一个全信标帧。

特别地，当全信标间隔对应于短信标间隔的整数倍时，能够有利地应用本实施例的操作。

因此，STA能够正确地接收下一个全信标。在此，STA可以在接收短信标帧之后在到下一个全信标帧的持续时间中在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作，并且在下一个全信标帧的传输时间(例如，就在全信标帧传输时间之前)唤醒以接收全信标。

实施例4

本发明提出通过向STA用信号发送关于到下一个短信标的持续时间的信息和短信标配置信息使STA能够接收全信标的方法。此方法对应于本发明建议的另一示例性的分级信标接收方法。

短信标配置信息可以包括短信标的数目、短信标间隔以及短信标索引信息中的至少一个。

短信标的数目指的是在全信标之间(即，在全信标间隔期间)发送的短信标帧的数目。此信息可以被包括在探测响应帧中并且被提供给STA，被包括在短信标帧中并且被提供给STA，或者在不具有信令的系统中使用预定的值确定。

短信标间隔指的是在短信标之间的持续时间。此信息可以被包括在探测响应帧中并且被提供给STA或者被包括在短信标帧中并且被提供给STA。

短信标索引可以作为指示响应的短信标的顺序增加的值被提供并且分别被分配给短信标。虽然在本发明中假定短信标索引从1开始，但是当端信标索引从0开始能够同等地应用本发明的原理。短信标索引信息可以被包括在探测响应帧中并且被提供给STA或者被包括在短信标帧中并且被提供给STA。

图19图示根据本发明的另一实施例的提供信标接收信息的方法。

AP可以响应于由STA发送的探测请求帧将探测响应帧发送到STA。根据本发明，在支持短信标传输和接收的系统中，关于从STA接收探测响应帧到STA接收下一个短信标的持续时间的信息或者关于在探测响应帧接收时间与下一个短信标接收时间之间的差(即，时间偏移)的信息可以被包括在探测响应帧中并且被发送。例如，到下一个短信标帧的持续时间能够被包括在探测响应帧中。

一旦如上所述接收短信标，STA可以获得相对应的短信标帧的短信标索引信息。因此，STA能够识别在接收到的短信标帧之前存在多少短信标帧。另外，STA可以使用关于通过探测响应帧提供的短信标间隔和短信标的数目的信息确定/计算能够接收下一个全信标帧的时间。

在图19的示例中，基于在探测响应帧中包括的到下一个短信标的持续时间，假定与全信标间隔相对应的短信标帧的数目是3并且STA最初接收到的短信标帧的索引是1。在这样的情况下，STA能够识别除了已经接收到的短信标之外在传输两个以上的短信标之后要发送下一个全信标帧。因此，STA能够将下一个全信标传输时间计算为从接收到短信标(即。短信标#1)的当前时间开始的3个短的间隔之后的时间。

特别地，当全信标间隔对应于短信标间隔的整数倍时，本实施例的操作能够被有利地应用。

因此，STA能够正确地接收下一个全信标。在此，STA可以在短信标帧的接收之后在到下一个全信标帧的持续时间中在省电模式(例如，瞌睡模式)下操作，并且在下一个全信标帧的传输时间(例如，就在全信标帧传输时间之前)唤醒以接收全信标。

在本发明的前述实施例中，虽然到下一个短信标信息的持续时间能够被包括在探测响应帧中，但是附加的信息可以被定义为被包括在短信标帧中。例如，实施例2中短信标有关的信息(例如，短信标计数信息、短信标间隔信息等等)和实施例3中的短信标配置信息(例如，短信标的数目、短信标间隔信息、短信标索引等等)可以被直接地包括在相对应的短信标中，而不是探测响应帧中。在这样的情况下，STA能够使用被包括在探测响应帧中的到下一个短信标信息的持续时间正确地接收下一个短信标同时在省电模式下操作。另外，STA能够使用被包括在短信标帧中的附加信息(例如，短信标计数信息、短信标间隔信息、短信标的数目以及短信标索引信息中的至少一个)正确地接收下一个全信标帧同时在省电模式下操作。

特定类型的STA可以被定义以在没有使用全信标的情况下(或者在没有侦听全信标的情况下)仅使用短信标信号(或者通过仅接收短信标信号)操作。对于此类型的STA，AP可以通过探测响应帧通知STA到下一个短信标的持续时间。否则，AP可以通过探测响应帧通知AP到下一个短信标的持续时间和短信标间隔信息。

图20是图示根据本发明的实施例的用于发送/接收信标帧的方法的流程图。

在步骤S2010中STA可以从AP接收探测响应帧。可以接收探测响应帧作为对从STA发送到AP的探测请求帧(未示出)的响应。探测响应帧可以包括关于AP的下一个信标的信息。

在步骤S2020中AP可以使用接收到的关于下一个信标的信息确定能够接收下一个信标时的时间。

在步骤S2030中STA可以在被确定的时间接收下一个信标。

在步骤S2020和S2030之间STA可以在省电模式(例如，瞌睡状态)下操作，这在图20中未示出。

当下一个信标是图20的示例中的全信标时，STA可以接收探测响应帧以确定下一个全信标的接收时间，换到瞌睡状态，并且然后就在接收下一个信标帧之前切切换到唤醒状态以接收全信标。被包括在探测响应帧中的AP的下一个信标信息可以是到下一个信标的持续时间或者下一个TBTT信息。

当下一个信标是在图20的示例中的短信标时，STA可以接收探测响应帧以确定下一个短信标接收时间，切换到瞌睡状态，并且然后就在接收下一个短信标之前切换到唤醒状态以接收短信标。

在此，当已经接收到短信标的STA需要接收全信标时，STA能够使用在短信标(或者探测响应帧)(未示出)中包括的各种类型的信息确定下一个全信标的接收时间。各种类型的信息基本上可以包括在本发明的实施例中所描述的到下一个全信标的持续时间，并且可以附加地包括短信标计数信息、短信标间隔信息、短信标的数目、以及短信标索引信息中的至少一个。STA可以接收短信标帧以确定下一个全信标的接收时间，切换到瞌睡状态，并且然后就在接收下一个全信标之前切换到唤醒状态以接收全信标(未示出)。

可以实现在图20中图示的根据本发明的接收信标的方法使得独立地应用本发明的前述实施例或者同时应用其两个或者多个实施例。

图21是图示根据本发明的实施例的RF装置的配置的框图。

AP 10可以包括处理器11、存储器12以及收发器13。STA 20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RF信号并且根据IEEE 802系统实现物理层。处理器11和21可以被连接到收发器13和23并且根据IEEE 802系统实现物理层和/或MAC层。处理器可以被配置为根据本发明的前述实施例执行操作。用于根据本发明的前述实施例实现AP和STA的操作的模块可以被存储在存储器12和22中并且通过处理器11和21执行。存储器12和22可以被包括在处理器11和21中或者被提供到处理器11和21的外部并且通过已知的装置被连接到处理器11和21。

AP和STA的详细配置可以被实现为使得本发明的前述实施例能够被独立地应用或者两个或者更多个实施例能够被同时应用并且，为了清楚起见省略多余部分的描述。

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实施例。

当使用硬件实现实施例时，使用专用集成电路(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、微处理器等中的至少一个可以来实现实施例。

在固件或者软件配置中，可以以模块、过程、函数等的形式来实现本发明的实施例。例如，软件代码可以存储在存储单元中并且通过处理器来执行。存储单元位于处理器内部或外部，并且可以经由各种公知装置将数据发送到处理器并且从处理器接收数据。

本领域内的技术人员将会理解，在不偏离本发明的精神和必要特性的情况下，可以以除了在此给出的方式之外的其他特定方式来执行本发明。因此，在所有方面将上面的示例性实施例解释为描述性的，而不是限制性的。应当通过所附权利要求和它们的合法等同内容而不是通过上面的描述来确定本发明的范围，并且在所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变意欲被涵盖在其中。

工业实用性

虽然本发明的上述各种实施例集中于IEEE 802.11系统，但是它们以相同的方式可应用于各种移动通信系统。

Claims

1.一种用于在无线通信系统中通过站(STA)接收信标的方法，所述方法包括：

从接入点(AP)接收探测响应帧；

使用在所述探测响应帧中包括的关于所述AP的下一个信标时间的信息确定下一个信标接收时间；以及

在所述被确定的下一个信标接收时间接收所述下一个信标。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述STA在所述下一个信标接收时间的确定之后切换到瞌睡状态，并且在所述下一个信标接收时间之前切换到唤醒状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下一个信标是全信标并且

其中，关于所述下一个信标时间的信息是到所述下一个全信标的持续时间或者下一个目标信标传输时间(TBTT)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下一个信标是短信标，并且

其中，关于所述下一个信标时间的信息是到所述下一个短信标的持续时间。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

使用在所述接收到的短信标中包括的到所述下一个全信标的持续时间或者下一个TBTT来确定下一个全信标接收时间；和

在所述被确定的下一个全信标接收时间接收所述下一个全信标。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述STA在确定所述下一个全信标接收时间之后切换到瞌睡状态，并且在所述被确定的接收时间之前切换到唤醒状态。

7.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

使用短信标计数信息或者短信标间隔信息中的至少一个确定所述下一个全信标接收时间；和

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述短信标计数信息或者所述短信标间隔信息中的至少一个被包括在所述探测响应帧或者所述短信标中。

9.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

使用短信标数目信息、短信标间隔信息、或者短信标索引信息中的至少一个确定下一个全信标接收时间；和

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述短信标数目信息、短信标间隔信息、或者短信标索引信息中的至少一个被包括在所述探测响应帧或者所述短信标中。

11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述短信标进一步包括被压缩的服务集标识符(SSID)字段、4字节时间戳、或者改变序列字段中的至少一个。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述探测响应帧包括时间戳或者SSID中的至少一个。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于从所述STA发送到所述AP的探测请求帧接收所述探测响应帧。

14.一种用于在无线通信系统中接收信标的站(STA)，包括：

收发器；和

处理器，

其中，所述处理器被配置成，使用所述收发器从接入点(AP)接收探测响应帧，使用在所述探测响应帧中包括的关于所述AP的下一个信标时间的信息确定下一个信标接收时间，并且使用所述收发器在所述被确定的下一个信标接收时间接收所述下一个信标。