CN104255068A

CN104255068A - 在无线lan系统中经由空数据分组帧的信道接入的方法和装置

Info

Publication number: CN104255068A
Application number: CN201380016459.4A
Authority: CN
Inventors: 石镛豪
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2012-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: EP2811790B1; US20150043459A1; US9756659B2; EP2811790A4; MX336517B; AU2013215749A1; KR101997456B1; BR112014019295A2; JP2015510344A; KR102083964B1; US20150003367A1; EP2811790A1; KR20140130112A; JP6163499B2; MX2014009445A; WO2013115629A1; AU2013215749B2; WO2013115630A1; BR112014019295A8; KR20140130113A

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，并且更加具体地，涉及一种用于在无线LAN系统中经由空数据分组帧的信道接入的方法和装置。根据本发明的一个实施例的用于在无线通信系统中来自于站(STA)的信道接入的方法包括步骤：从接入点(AP)接收用于信道接入的一个或者多个时隙的配置信息；从AP接收一个或者多个时隙当中的特定时隙的配置信息；以及在接收第一帧之后开始信道接入，其中第一帧能够是空数据分组(NDP)帧。

Description

在无线LAN系统中经由空数据分组帧的信道接入的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更加具体地涉及用于在无线LAN系统中使用空数据分组(null data packet)(NDP)执行信道接入的方法和装置。

背景技术

随着信息通信技术的快速发展，已经开发了各种无线通信技术系统。无线通信技术当中的WLAN技术基于射频(RF)技术允许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)等等在家或者在企业或者在特定的服务供应区域处进行无线互联网接入。

为了克服消除WLAN的缺点之一，受限的通信速度，最近的技术标准已经提出能够增加网络的速度和可靠性同时扩展无线网络的覆盖区域的演进的系统。例如，IEEE 802.11n使数据处理速度能够支持最高540Mbps的高吞吐量(HT)。另外，多输入和多输出(MIMO)技术最近已经被应用于发射器和接收器使得最小化传输误差并且优化数据传输速率。

发明内容

技术问题

机器对机器(M2M)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802.11 WLAN中的用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802.11ah。M2M通信有时候可能考虑能够在包括大量设备的环境下以低速通信少量数据的场景。

在通过所有设备共享的媒介中执行在WLAN系统中的通信。如果如在M2M通信的情况的设备的数目增加，则对于单个设备的信道接入的长时间的消耗可能不可避免地劣化整个系统吞吐量，并且并且阻碍相应的设备的省电。

本发明的目的是为了提供一种新的帧格式和新信道接入方法，以不仅减少对于信道接入所消耗的持续时间而且减少设备的功耗。

本领域的技术人员将会理解，从下面的描述对于本发明属于的本领域的普通技术人员来说显然的是，通过本发明实现的技术目的不限于前述的技术目的和在此没有提及的其它技术目的。

技术方案

通过提供用于通过无线通信系统的站(STA)执行信道接入的方法能够实现本发明的目的，该方法包括：从接入点(AP)接收关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息；在至少一个时隙当中的特定时隙处接收第一帧；以及在第一帧的接收之后发起信道接入，其中第一帧是空数据分组(NDP)帧。

根据本发明的另一方面，一种用于通过无线通信系统的接入点(AP)支持站(STA)的信道接入的方法，包括：将关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息发送到STA；在至少一个时隙当中的特定时隙处将第一帧发送到STA；以及在第一帧的传输之后通过STA发起信道接入，其中第一帧是空数据分组(NDP)帧。

根据本发明的另一方面，一种站(STA)设备，该站(STA)设备被配置未在无线通信系统中执行信道接入，包括：收发器；和处理器，其中处理器使用收发器从接入点(AP)接收关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息，使用收发器在至少一个时隙当中的特定时隙处从AP接收第一帧，并且在第一帧的接收之后发起信道接入，其中第一帧是空数据分组(NDP)帧。

根据本发明的另一方面，一种接入点(AP)设备，该接入点(AP)设备被配置为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，其中处理器使用收发器将关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息发送到STA，使用收发器在至少一个时隙当中的特定时隙处将第一帧发送到STA，并且在第一帧的传输之后通过STA发起信道接入，其中第一帧是空数据分组(NDP)帧。

下面的描述可以被共同地应用于本发明的实施例。

第一帧可以是包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、以及信号(SIG)字段而没有包括数据字段的PLCP(物理层会聚协议)分组数据单元(PPDU)帧。

SIG字段可以包括指示STA的标识符(ID)的字段和指示用于STA的被缓冲的数据的存在的字段。

STA的标识符(ID)可以是关联标识符(AID)或者部分关联标识符(PAID)。

在第一帧已经被发送到STA之后可以从AP发送第二帧。

第二帧可以是来自于AP的数据帧。

至少一个时隙的配置信息可以指示关于其中允许STA的信道接入的时间段的配置信息。

在第一帧的接收之后可以将第三帧从STA发送到AP。

当AP感测信道的空闲状态时可以发送第一帧。

可以通过AP发送第一帧以用于STA接收第二帧的传输。

要理解的是，本发明的前述的总体描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的并且旨在提供如主张的本发明的进一步解释。

有益效果

从上面的描述显而易见的是，本发明的实施例提供一种新的帧格式和新信道接入方法，以不仅减少对于信道接入所耗费的时间而且减少设备的功耗。

本领域的技术人员将会理解，能够利用本发明实现的效果不限于已在上文特别描述的效果，并且从结合附图的下面的具体描述将更清楚地理解本发明的其它优点。

附图说明

附图被包括以提供对本发明进一步的理解，其图示本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示例性地示出根据本发明的一个实施例的IEEE 802.11系统。

图2示例性地示出根据本发明的另一实施例的IEEE 802.11系统。

图3示例性地示出根据本发明的又一实施例的IEEE 802.11系统。

图4是图示WLAN系统的概念图。

图5是图示对于在WLAN系统中使用的链路设定过程的流程图。

图6是图示退避过程的概念图。

图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。

图8是图示RTS(请求发送)和CTS(清除发送)的概念图。

图9是图示功率管理操作的概念图。

图10至图12是图示已经接收到业务指示映射(TIM)的站(STA)的详细操作的概念图。

图13是图示基于组的AID的概念图。

图14是图示PS-轮询机制的概念图。

图15是图示非调度-自动省电传递(U-APSD)机制的概念图。

图16是图示在隐藏节点环境下的PS轮询冲突的概念图。

图17是图示根据示例性实施例的信道接入方法的概念图。

图18是图示根据示例性实施例的NDP帧格式的概念图。

图19是图示根据示例性实施例的信道感测操作的概念图。

图20是图示从接入点(AP)使用NDP PS轮询帧的信道接入方法的概念图。

图21是图示根据示例性实施例的触发帧竞争方法的概念图。

图22是图示根据示例性实施例的NDP触发帧的概念图。

图23是图示根据示例性实施例的基于STA发起时隙的信道接入方法的概念图。

图24是图示根据示例性实施例的基于AP发起时隙的信道接入方法的概念图。

图25是图示根据本发明的实施例的射频(RF)设备的框图。

具体实施方式

现在将详细地介绍本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。该详细说明将在下面参考附图给出，其意欲解释本发明示例性实施例，而不是示出根据本发明仅能够实现的实施例。以下的详细说明包括特定的细节以便对本发明提供深入理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见，本发明可以无需这些特定的细节来实践。

根据预定的格式通过组合本发明的构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，单独的构成组件或者特性应被视为可选的因素。根据需要，不需要将单独的构成组件或者特性与其它的组件或者特性相组合。另外，可以组合一些构成组件和/或特性以实现本发明的实施例。可以改变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的实施例的替代。

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内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，公知的结构和设备被省略并且以框图的形式示出结构和设备的重要功能。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。

本发明的示例性实施例由对于包括电气与电子工程师协会(IEEE)802系统、第三代合作计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、高级LTE(LTE-A)系统和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。特别地，在本发明的实施例中没有描述以清楚展现本发明的技术理念的步骤或者部分可以由以上的文献支持。在此处使用的所有术语可以由上面提及的文献的至少一个支持。

本发明的以下的实施例能够适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(单个载波频分多址)等等。CDMA可以通过无线(或者无线电)技术，诸如，UTRA(通用陆上无线电接入)或者CDMA2000来实现。TDMA可以通过无线(或者无线电)技术实现，诸如GSM(全球数字移动电话系统)/GPRS(通用分组无线电服务)/EDGE(用于GSM演进的增强数据速率)来实现。OFDMA可以通过无线(或者无线电)技术，诸如电气与电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20和E-UTRA(演进的UTRA)来实现。为了清楚，以下的描述主要地集中于IEEE 802.11系统。然而，本发明的技术特征不受限于此。

WLAN系统结构

图1是示例性地示出根据本发明的一个实施例的IEEE 802.11系统。

IEEE 802.11系统的结构可以包括多个组件。可以通过组件的相互操作来提供对于更高层支持透明的STA移动性的WLAN。基本服务集(BSS)可以对应于在IEEE 802.11 LAN中的基本组成块。在图1中，示出了两个BSS(BSS1和BSS2)，并且在BSS的每一个中包括两个STA(即，STA1和STA2被包括在BSS1中，并且STA3和STA4被包括在BSS2中)。在图1中指示BSS的椭圆形可以被理解为相对应一个的BSS中包括的STA在其中保持通信的覆盖范围。这个区域可以称为基本服务区域(BSA)。如果STA移动到BSA以外，则STA无法直接与在相对应的BSA内的其它的STA通信。

在IEEE 802.11 LAN中，最基本型的BSS是独立的BSS(IBSS)。例如，IBSS可以具有仅由两个STA组成的最简形式。图1的BSS(BSS1或者BSS2)，是最简形式并且其中省略了其它组件，可以对应于IBSS的典型示例。当STA能够互相直接通信时，上述的配置是可允许的。这种类型的LAN没有被预先调度，并且当LAN是必要时可以被配置。这可以称为自组织网络。

当STA接通或者关闭或者STA进入或者离开BSS区域时，在BSS中STA的成员可以动态地变化。STA可以使用同步过程加入BSS。为了接入BSS基础结构的所有服务，STA应当与BSS相关联。这样的关联可以动态地配置，并且可以包括分布系统服务(DSS)的使用。

图2是示出本发明可适用于的IEEE 802.11系统的另一个示例性结构的示意图。在图2中，组件，诸如分布系统(DS)、分布系统介质(DSM)和接入点(AP)，被增加给图1的结构。

在LAN中直接STA到STA距离可能受PHY性能的限制。有时候，这样的距离限制可能对于通信是足够的。但是，在其它情况下，经长距离在STA之间的通信可能是必要的。DS可以被配置为支持扩展的覆盖范围。

DS指的是BSS相互连接的结构。具体地，BSS可以被配置为由多个BSS组成的扩展形式的网络的组件，替代如图1所示的独立的配置。

DS是一个逻辑概念，并且可以由DSM的特征指定。关于此，无线介质(WM)和DSM在IEEE 802.11中在逻辑上被区分。相应的逻辑介质用于不同的目的，并且由不同的组件使用。在IEEE 802.11的定义中，这样的介质不局限于相同的或者不同的介质。IEEE 802.11 LAN架构(DS结构或者其它的网络架构)的灵活性能够被解释为在于多个介质逻辑上是不同的。即，IEEE 802.11 LAN架构能够不同地实现，并且可以由每种实现的物理特性独立地指定。

DS可以通过提供多个BSS的无缝集成并且提供操纵到目的地的寻址所必需的逻辑服务来支持移动设备。

AP指的是使得相关联的STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能的实体。数据可以通过AP在BSS和DS之间移动。例如，在图2中示出的STA2和STA3具有STA功能，并且提供使相关联的STA(STA1和STA4)接入DS的功能。另外，由于所有AP基本上对应于STA，所以所有AP是可寻址的实体。由AP用于在WM上通信使用的地址不需要始终与由AP用于在DSM上通信使用的地址相同。

从与AP相关联的STA的一个发送到AP的STA地址的数据可以始终由不受控制的端口接收，并且可以由IEEE 802.1X端口接入实体处理。如果受控制的端口被验证，则传输数据(或者帧)可以被发送到DS。

图3是示出本发明可适用于的IEEE 802.11系统的又一个示例性结构的示意图。除了图2的结构之外，图3概念地示出用于提供宽的覆盖范围的扩展的服务集(ESS)。

具有任意大小和复杂度的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE 802.11系统中，这种类型的网络称为ESS网络。ESS可以对应于连接到一个DS的BSS集合。但是，ESS不包括DS。ESS网络特征在于ESS网络在逻辑链路控制(LLC)层中作为IBSS网络出现。包括在ESS中的STA可以互相通信，并且移动STA在LLC中从一个BSS到另一个BSS(在相同的ESS内)透明地可移动。

在IEEE 802.11中，不假定在图3中的BSS的任何相对物理位置，并且以下的形式都是可允许的。BSS可以部分地重叠，并且这种形式通常用于提供连续的覆盖范围。BSS可以不物理地连接，并且在BSS之间的逻辑距离没有限制。BSS可以位于相同的物理位置，并且这种形式可用于提供冗余。一个或多个IBSS或者ESS网络可以物理地位于与一个或多个ESS网络相同的空间之中。这可以对应于在点对点网络在其中存在ESS网络的位置中操作的情形下，在不同组织的IEEE802.11网络物理上重叠的情形下，或者在两个或更多个不同的接入和安全策略在相同的位置中是必要的情形下的ESS网络形式。

图4是示出WLAN系统的示例性结构的示意图。在图4中，示出包括DS的基础结构BSS的示例。

在图4的示例中，BSS1和BSS2构成ESS。在WLAN系统中，STA是根据IEEE 802.11的MAC/PHY规则操作的设备。STA包括AP STA和非AP STA。非AP STA对应于由用户直接操纵的设备，诸如膝上计算机或者移动电话。在图4中，STA1、STA3和STA4对应于非AP STA，并且STA2和STA5对应于AP STA。

在以下描述中，非AP STA可以称作终端、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)。在其它的无线通信领域中，AP是对应于基站(BS)、节点B、演进的节点B(e-NB)、基站收发器系统(BTS)，或者毫微微BS的概念。

链路设定过程

图5是解释根据本发明的示例性实施例的通用链路设定过程的流程图。

为了允许STA在网络上建立链路设定以及通过网络发送/接收数据，STA必须通过网络发现、验证，和关联的过程执行这样的链路设定，并且必须建立关联并且执行安全验证。链路设定过程也可以称为会话启动过程或者会话设定过程。此外，关联步骤是用于链路设定过程的发现、验证、关联和安全设定步骤的通用术语。

参考图5描述示例性链路设定过程。

在步骤S510中，STA可以执行网络发现动作。网络发现动作可以包括STA扫描动作。即，STA必须搜索可用的网络以便接入网络。STA必须在参与无线网络之前识别兼容的网络。在此处，对于识别在特定区域中包含的网络的过程称为扫描过程。

扫描方案被划分为主动扫描和被动扫描。

图5图示包括主动扫描过程的网络发现动作的流程图。在主动扫描的情况下，配置为执行扫描的STA发送探测请求帧，并且等待对探测请求帧的响应，使得STA能够在信道之间移动并且同时能够确定在外围区域之中存在哪个AP(接入点)。响应者将用作对探测请求帧的响应的探测响应帧发送给已经发送探测请求帧的STA。在这样的情况下，响应者可以是在扫描的信道的BSS中最后已经发送信标帧的STA。在BSS中，由于AP发送信标帧，所以AP作为响应者进行操作。在IBSS中，因为IBSS的STA顺序地发送信标帧，所以响应者不是恒定的。例如，已经在信道#1发送探测请求帧并且已经在信道#1接收探测响应帧的STA，存储包含在接收的探测响应帧中的BSS相关信息，并且移动到下一个信道(例如，信道#2)，使得STA可以使用相同的方法执行扫描(即，在信道#2处的探测请求/响应的传输/接收)。

虽然在图5中未示出，但是也可以使用被动扫描执行扫描动作。配置为以被动扫描模式执行扫描的STA等待信标帧，同时从一个信道移动到另一个信道。该信标帧，是在IEEE 802.11中管理帧的一个，指示无线网络的存在，使得执行扫描的STA能够搜索无线网络，并且以STA能够参与无线网络的方式被周期地发送。在BSS中，AP被配置为周期地发送信标帧。在IBSS中，IBSS的STA被配置为顺序地发送信标帧。如果用于扫描的每个TA接收信标帧，则STA存储被包含在信标帧中BSS信息，并且移动到另一个信道，并且在每个信道上记录信标帧信息。已经接收信标帧的STA存储包含在接收的信标帧中的BSS相关联的信息，移动到下一个信道，并且从而使用相同的方法执行扫描。

在主动扫描和被动扫描之间比较，就延迟和功率消耗而言，主动扫描比被动扫描更加有利。

在STA发现网络之后，STA可以在步骤S520中执行验证过程。以验证过程能够与步骤S540中的安全设定过程清楚地区分的方式，此验证过程可以称为第一验证过程。

验证过程可以包括通过STA发送验证请求帧给AP，并且通过AP响应于验证请求帧而发送验证响应帧给STA。用于验证请求/响应的验证帧可以对应于管理帧。

验证帧可以包括验证算法编号、验证交易序列号、状态码、挑战文本、稳健安全网络(RSN)、有限循环群等等的信息。在验证帧中包含的在上面提及的信息可以对应于能够被包含在验证请求/响应帧中信息的一些部分，可以替换为其它信息，或者可以包括附加信息。

STA可以发送验证请求帧给AP。AP可以基于在接收的验证请求帧中包含的信息决定是否验证相对应的STA。AP可以通过验证响应帧提供验证结果给STA。

在STA已经被成功验证之后，可以在步骤S630中执行关联过程。关联过程可以涉及通过STA发送关联请求帧给AP，并且响应于关联请求帧通过AP发送关联响应帧给STA。

例如，关联请求帧可以包括与各种能力、信标收听间隔、服务集标识符(SSID)、支持速率、支持信道、RSN、移动域、支持的操作类别、TIM(业务指示映射)广播请求、交互工作服务能力等等相关联的信息。

例如，关联响应帧可以包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、支持速率、增强的分布信道接入(EDCA)参数集、接收的信道功率指标(RCPI)、接收的信号对噪声指标(RSNI)、移动域、超时间隔(关联回复时间)、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等等相关联的信息。

上面提到的信息，可以对应于能够被包含在关联请求/响应帧中的信息的某些部分，可以以其它信息替换，或者可以包括附加信息。

在STA已经被成功地与网络关联之后，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称为基于稳健安全网络关联(RSNA)请求/响应的验证过程。步骤S520的验证过程可以称为第一验证过程，并且步骤S540的安全设定过程可以简称为验证过程。

例如，步骤S540的安全设定过程可以包括基于在LAN帧上的可扩展验证协议(EAPOL)通过4路握手的私钥设定过程。此外，该安全设定过程也可以根据未在IEEE 802.11标准中定义的其它安全方案实现。

WLAN演进

为了避免在WLAN通信速度方面的限制，IEEE 802.11n近来已经作为通信标准被建立。IEEE 802.11n目的在于提高网络速度和可靠性以及扩展无线网络的覆盖区域。更加详细地，IEEE 802.11n支持最多540Mbps的高吞吐量(HT)，并且基于多个天线被安装到发射器和接收器中的每一个中的MIMO技术。。

随着WLAN技术的广泛使用和WLAN应用的多样化，需要开发能够支持比由IEEE 802.11n支持的数据处理速率更高的HT的新WLAN系统。用于支持非常高吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802.11n WLAN系统的下一个版本(例如，IEEE 802.11ac)，并且是近来提出的在MAC SAP(媒介接入控制服务接入点)处支持1Gbps以上的数据处理速度的IEEE 802.11 WLAN系统的一个。

为了有效地利用射频(RF)信道，下一代WLAN系统支持其中多个STA能够同时接入信道的MU-MIMO(多用户多输入多输出)传输。根据MU-MIMO传输方案，AP可以同时发送分组给至少一个MIMO配对的STA。

此外，近来已经论述了用于在白空间中支持WLAN系统操作的技术。例如，已经在IEEE 802.11af标准下论述用于在诸如由于到数字TV的转变而留下空闲频带(例如，54～698MHz带)的白空间(TV WS)中引入WLAN系统的技术。但是，仅为了说明性目的公开在上面提及的信息，并且白空间可以是能够主要地仅由许可用户使用的许可带。许可用户可以是具有权限使用许可带的用户，并且也可以称为许可设备、主用户、责任用户等等。

例如，在白空间(WS)中操作的AP和/或STA必须提供用于保护许可用户的功能。例如，假定在诸如麦克风的许可用户以从WS带占用特定带宽的方式已经使用按规定划分的频带的特定的WS信道，AP和/或STA不能够使用与对应的WS信道相对应的频带以便保护许可用户。此外，在许可用户使用被用于当前帧的传输和/或接收的频带的条件下，AP和/或STA必须停止使用相对应的频带。

因此，AP和/或STA必须确定是否使用WS带的特定的频带。换言之，AP和/或STA必须确定频道中责任用户或者许可用户的存在或者不存在。用于在特定频带中确定责任用户的存在或者不存在的方案被称为频谱感测方案。能量检测方案、签名检测方案等等可以被用作频谱感测机制。如果接收信号的强度超过预定值，或者当检测到DTV前导时，AP和/或STA可以确定责任用户正在使用该频带。

M2M(机器对机器)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802.11 WLAN系统中用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802.11ah。M2M通信指的是包括一个或多个机器的通信方案，或者也可以称为机器型通信(MTC)或者机器对机器(M2M)通信。在这样的情况下，机器可以是不要求用户的直接操纵和干涉的实体。例如，不仅包括RF模块的测量计或者售货机，而且能够在没有用户干涉/处理的情况下通过自动接入网络执行通信的用户设备(UE)(诸如智能电话)，可以是这样的机器的示例。M2M通信可以包括设备对设备(D2D)通信，和在设备与应用服务器之间的通信等等。作为在设备与应用服务器之间的通信的示例，存在在售货机和应用服务器之间的通信，在销售点(POS)设备和应用服务器之间的通信，以及在电表、煤气表或者水表与应用服务器之间通信。基于M2M通信的应用可以包括安全、运输、医疗等等。在考虑到在上面提到的应用示例的情况下，M2M通信必须支持在包括大量设备的环境下有时候以低速度发送/接收少量的数据的方法。

更加详细地，M2M通信必须支持大量的STA。虽然当前的WLAN系统假设一个AP与最多2007个STA相关联，在M2M通信中最近已经论述了用于支持其中更多的STA(例如，大约6000个STA)与一个AP相关联的其它情形的各种方法。此外，所期待的是，在M2M通信中存在用于支持/请求低传送速率的许多应用。为了平滑地支持许多STA，WLAN系统可以基于TIM(业务指示映射)识别要向STA发送的数据的存在与否，并且最近已经论述了用于减小TIM的位图大小的各种方法。此外，所期待的是，在M2M通信中存在具有非常长的传输/接收间隔的很多业务数据。例如，在M2M通信中，非常少量的数据(例如，电/气/水计量)需要以长的间隔(例如，每月)发送。因此，尽管在WLAN系统中与一个AP相关联的STA的数目增加，但是许多的开发者和公司对能够有效地支持存在其每一个具有在一个信标时段期间要从AP接收的数据帧的非常少量的STA的情况的WLAN系统进行深入研究。

如上所述，WLAN技术正在迅速地发展，并且不仅在上面提到的示例性技术，而且诸如直接链路设定的其它技术，介质流吞吐量的改进，高速和/或大规模的初始会话设定的支持，和扩展带宽和工作频率的支持正在集中发展中。

介质接入机制

在基于IEEE 802.11的WLAN系统中，MAC(介质接入控制)的基本接入机制是具有冲突避免(CSMA/CA)机制的载波监听多址接入。CSMA/CA机制，也称为IEEE 802.11 MAC的分布协调功能(DCF)，并且基本上包括“先听后讲”接入机制。根据在上面提及的接入机制，在数据传输之前，AP和/或STA可以在预先确定的时间间隔期间(例如，DCF帧间间隔(DIFS))执行用于感测RF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，则通过相对应的介质的帧传输开始。另一方面，如果确定介质处于占用状态，则相对应的AP和/或STA没有开始其自身的传输，建立用于介质接入的延迟时间(例如，随机退避时段)，并且等待预定时间之后尝试开始帧传输。通过随机退避时段的应用，所期待的是，在等待不同的时间之后，多个STA将尝试开始帧传输，导致将冲突降到最小。

此外，IEEE 802.11 MAC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF基于DCF和点协调功能(PCF)。PCF指的是基于轮询的同步接入方案，其中以所有接收(Rx)AP和/或STA能够接收数据帧的方式执行定期的轮询。此外，HCF包括增强的分布信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。当由提供商提供给多个用户的接入方案是以竞争为基础时实现EDCA。基于轮询机制，通过基于无竞争信道接入方案实现HCCA。此外，HCF包括用于改善WLAN的服务质量(QoS)的介质接入机制，并且可以在竞争时段(CP)和无竞争时段(CFP)两者中发送QoS数据。

图6是图示退避过程的概念图。

在下文中将会参考图6描述基于随机退避时段的操作。如果占用或者忙碌状态的介质转换为空闲状态，则STA可以尝试发送数据(或者帧)。作为用于实现最小数目的冲突的方法，每个STA选择随机退避计数，等待对应于选择的退避计数的时隙时间，并且然后尝试开始数据传输。随机退避计数是伪随机整数，并且可以被设置为0至CW值中的一个。在这样的情况下，CW指的是竞争窗口参数值。虽然通过CWmin表示CW参数的初始值，在传输失败的情况下(例如，在没有接收到传输帧的ACK的情况下)初始值可以被加倍。如果通过CWmax表示CW参数值，则维持CWmax直至数据传输成功，并且同时能够尝试开始数据传输。如果数据传输成功，则CW参数值被重置为CWmin。优选地，CW、CWmin和CWmax被设置为2ⁿ-1(这里n＝0、1、2、…)。

如果随机退避过程开始操作，则STA连续地监测介质，同时响应于被决定的退避计数值递减计数退避时隙。如果介质被监测为处于占用状态，则停止递减计数并且等待预定的时间。如果介质处于空闲状态，则剩余的递减计数重置。

如在图6的示例中所示，如果发送到STA3的MAC的分组到达STA3，则STA3确认在DIFS期间该介质处于空闲状态中，并且可以直接开始帧传输。同时，剩余的STA监测是否介质处于忙碌状态中，并且等待预定的时间。在预定的时间期间，要发送的数据可能在STA1、STA2和STA5的每一个中出现。如果介质处于空闲状态中，则每个STA等待DIFS时间，并且然后响应于由每个STA选择的随机退避计数值执行退避时隙的递减计数。图6的示例示出，STA2选择最低的退避计数值，并且STA1选择最高的退避计数值。即，在STA2完成退避计数之后，在帧传输开始时间STA5的残留退避时间比STA1的残留退避时间短。当STA2占用介质时STA1和STA5中的每一个临时地停止递减计数，并且等待预定的时间。如果STA2的占用完成，并且介质返回到空闲状态，则STA1和STA5中的每一个等待预定的时间DIFS，并且重新开始退避计数。即，在残留退避时隙之后，只要残留退避时间被递减计数，则帧传输可以开始操作。因为STA5的残留退避时间比STA1的更短，所以STA5开始帧传输。同时，在STA2占用介质时，要发送的数据可能出现在STA4中。在这样的情况下，当介质处于空闲状态时，STA4等待DIFS时间，响应于由STA4选择的随机退避计数值执行递减计数，然后开始帧传输。图6示例性地示出STA5的残留退避时间偶然与STA4选择的随机退避计数值相同的情况。在这样的情况下，可能在STA4和STA5之间出现不可期待的冲突。如果冲突在STA4和STA5之间出现，则STA4和STA5中的每一个没有接收ACK，导致数据传输失败的发生。在这样的情况下，STA4和STA5中的每一个增加CW值到两倍，并且STA4或者STA5可以选择随机退避计数值，并且然后执行递减计数。同时，当由于STA4和STA5的传输导致介质处于占用状态时，STA1等待预定的时间。在这样的情况下，如果介质返回到空闲状态，则STA1等待DIFS时间，并且然后在残留退避时间的流逝之后开始帧传输。

STA感测操作

如上所述，CSMA/CA机制不仅包括AP和/或STA能够直接地感测介质的物理载波感测介质，而且包括虚拟载波感测机制。虚拟载波感测机制能够解决在介质接入中遇到的一些问题(诸如隐藏节点问题)。对于虚拟载波感测，WLAN系统的MAC能够利用网络分配矢量(NAV)。更加详细地，借助于NAV值，其中的每一个当前使用介质或者具有使用介质权限的AP和/或STA，可以向另一AP和/或另一STA通知其中介质可用的剩余时间。因此，NAV值可以对应于其中介质将由被配置以发送相对应帧的AP和/或STA使用的预留的时段。已经接收到NAV值的STA可以在相对应的预留的时段期间禁止介质接入(或信道接入)。例如，NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值来设置。

稳健冲突检测机制已经被提出以降低这样的冲突的概率，并且将会参考图7和8描述其详细描述。尽管实际的载波感测范围不同于传输范围，但是为了描述方便并且更好地理解本发明假定实际感测范围与传输范围相同。

图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。

图7(a)示例性地示出隐藏节点。在图7(a)中，STA A与STAB通信，并且STA C具有要发送的信息。在图7(a)中，在STA A将信息发送到STA B的条件下，当在数据被发送到STA B之前执行载波感测时，STA C可以确定介质处于空闲状态中。因为在STA C的位置处不可以检测到STA A(即，占用介质)的传输，所以确定介质是处于空闲状态下。在这样的情况下，STA B同时接收STA A的信息和STAC的信息，导致出现冲突。在此，STA A可以被认为是STA C的隐藏节点。

图7(b)示例性地示出暴露节点。在图7(b)中，在STA B将数据发送给STA A的条件下，STA C具有要发送到STA D的信息。如果STA C执行载波感测，可以确定由于STA B的传输导致介质被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D的信息，但是感测到介质占用的状态，使得STA C必须等待预定的时间(即，待机模式)直到介质处于空闲状态。然而，因为STA A实际上位于STA C的传输范围之外，所以从STA A的观点来看，来自STA C的传输可能不与来自STA B的传输冲突，使得STA C没有必要进入待机模式直到STA B停止传输。在这里，STA C被称为STA B的暴露节点。

图8是图示RTS(请求发送)和CTS(清除发送)的概念视图。

为了在上面提及的图7的情形下有效地利用冲突避免机制，能够使用短信令分组，诸如RTS(请求发送)和CTS(清除发送)。可以通过外围STA旁听在两个STA之间的RTS/CTS，使得外围STA可以考虑信息是否在两个STA之间通信。例如，如果要被用于数据传输的STA将RTS帧发送到已经接收数据的STA，则已经接收数据的STA将CTS帧发送给外围STA，并且可以通知外围STA该STA将要接收数据。

图8(a)示例性地示出用于解决隐藏节点问题的方法。在图8(a)中，假定STA A和STA C的每一个准备将数据发送给STA B。如果STA A将RTS发送给STA B，则STA B将CTS发送给位于STA B附近的STA A和STA C中的每一个。结果，STA C必须等待预定的时间直到STA A和STA B停止数据传输，使得防止冲突发生。

图8(b)示例性地示出用于解决暴露节点的问题的方法。STA C执行在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输的旁听，使得STA C可以确定没有冲突，尽管其将数据发送给另一个STA(例如，STA D)。即，STA将RTS发送给所有外围STA，并且仅具有要被实际发送的数据的STA A能够发送CTS。STA C仅接收RTS并且不接收STA A的CTS，使得能够识别STA A位于STA C的载波感测范围的外部。

功率管理

如上所述，在STA执行数据传输/接收操作之前WLAN系统不得不执行信道感测。始终感测信道的操作引起STA的持续的功率消耗。在接收(Rx)状态和传输(Tx)状态之间在功率消耗方面没有很大的不同。Rx状态的连续保持可能引起功率受限的STA(即，由电池操作的STA)的大的负载。因此，如果STA保持Rx待机模式使得持续地感测信道，则就WLAN吞吐量而言，功率被无效地耗费，额没有特殊的优势。为了解决在上面提及的问题，WLAN系统支持STA的功率管理(PM)模式。

STA的PM模式被分类成活跃模式和省电(PS)模式。基本上在活跃模式下操作STA。在活跃模式下操作的STA保持唤醒状态。如果STA处于唤醒状态，则STA通常可以执行操作使得其能够执行帧传输/接收、信道扫描等等。另一方面，在PS模式下操作的STA被配置为从瞌睡状态切换到唤醒状态，或者反之亦然。以最小功率操作在睡眠模式下操作的STA，并且不执行帧传输/接收和信道扫描。

功率消耗的量与其中STA处于睡眠状态下的具体时间成比例地减少，使得响应于减少的功率消耗增加STA操作时间。然而，不能够在睡眠状态下发送或者接收帧，使得STA不能够强制地操作长的时间段。如果存在要被发送到AP的帧，则在睡眠状态下操作的STA被切换到唤醒状态，使得其在唤醒状态下能够发送/接收帧。另一方面，如果AP具有发送到STA的帧，则处于睡眠状态的STA不能接收该帧并且不能够识别要接收的帧的存在。因此，STA可能需要根据特定的时段切换到唤醒状态，以便于识别要发送到STA的帧的存在或者不存在(或者为了接收指示帧的存在的信号，假定决定要被发送到STA的帧的存在)。

图9是图示功率管理(PM)操作的概念图。

参考图9，AP 210在步骤中以预定时段的间隔将信标帧发送给BSS中存在的STA(S211、S212、S213、S214、S215、S216)。信标帧包括TIM信息元素。TIM信息元素包括关于与AP 210相关联的STA的被缓冲的业务，并且包括指示帧要被发送的特定信息。TIM信息元素包括用于指示单播帧的TIM和用于指示多播或者广播帧的传递业务指示映射(DTIM)。

每当信标帧被发送三次，AP 210可以发送DTIM一次。在PS模式下操作STA1 220和STA2 222中的每一个。每个唤醒间隔STA1 220和STA2 222中的每一个从睡眠状态切换到唤醒状态，使得STA1 220和STA2 222可以被配置为接收通过AP 210发送的TIM信息元素。每个STA可以基于其自身的本地时钟计算切换开始时间，在该切换开始时间每个STA可以开始切换到唤醒状态。在图9中，假定STA的时钟与AP的时钟相同。

例如，可以以每个信标间隔STA1 220能够切换到唤醒状态以接收TIM元素的方式配置预定的唤醒间隔。因此，当在步骤S211中AP 210首先发送信标帧时STA1 220可以切换到唤醒状态。STA1 220接收信标帧，并且获得TIM信息元素。如果获得的TIM元素指示要被发送到STA1 220的帧的存在，则在步骤S221a中STA1 220可以将请求AP 210发送帧的省电轮询(PS-轮询)帧发送到AP 210。在步骤S231中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA1 220。已经接收到帧的STA1 220被重新切换到睡眠状态，并且在睡眠状态下操作。

当AP 210第二次发送信标帧时，获得由另一设备接入介质的忙碌的介质状态，在步骤S212 AP 210可以不以精确的信标间隔发送信标帧，并且可以在被延迟的信标帧发送信标帧。在这样的情况下，虽然响应于信标间隔STA1 220被切换到唤醒状态，但是其不接收延迟发送的信标帧，使得在步骤S222中其重新进入睡眠状态。

当AP 210第三次发送信标帧时，相对应的信标帧可以包括通过DTIM表示的TIM元素。然而，因为给出忙碌的介质状态，所以在步骤S213中AP 210发送信标帧。STA1 220响应于信标间隔被切换到唤醒状态，并且可以通过由AP 210发送的信标帧获得DTIM。假定通过STA1 220获得的DTIM不具有要发送到STA1 220的帧并且存在用于另一STA的帧。在这样的情况下，STA1 220确认不存在要在STA1 220中接收的帧，并且重新进入睡眠状态，使得STA1 220可以在睡眠状态下操作。在AP 210发送信标帧之后，在步骤S232中AP 210将帧发送到相对应的STA。

在步骤S214中AP 210第四次发送信标帧。然而，对于STA1 220来说不能够通过TIM元素的两次接收获取关于与STA1 220相关联的缓存的业务的存在的信息，使得STA1 220可以调整用于接收TIM元素的唤醒间隔。可替选地，倘若用于STA1 220的唤醒间隔值的协调的信令信息被包含在由AP 210发送的信标帧中，则STA1 220的唤醒间隔值可以被调整。在本示例中，已经被切换以每个信标间隔接收TIM元素的STA1 220可以被切换到每三个信标间隔STA1 220能够从睡眠状态唤醒的另一操作状态。因此，当AP 210在步骤S214中发送第四信标帧并且在步骤S215中发送第五信标帧，STA1 220保持睡眠状态，使得其不能够获得相对应的TIM元素。

当在步骤S216中AP 210第六次发送信标帧时，STA1 220被切换到唤醒状态并且在唤醒状态下操作，使得在步骤S224中STA1 220不能够获得被包含在信标帧中的TIM元素。TIM元素是指示广播帧的存在的DTIM，使得在步骤S234中STA1 220没有将PS轮询帧发送给AP 210并且可以接收由AP 210发送的广播帧。同时，STA2 230的唤醒间隔可以比STA1 220的唤醒间隔更长。因此，STA2 230在AP 210第五次发送信标帧的特定的时间S215进入唤醒状态，使得在步骤S241中SAT2 230可以接收TIM元素。STA2 230通过TIM元素识别要被发送到STA2 230的帧的存在，并且在步骤S241a中将PS轮询帧发送到AP 210以便请求帧传输。在步骤S233中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA2 230。

为了操作/管理如图16中所示的省电(PS)模式，TIM元素可以包括指示要发送到STA的帧存在或者不存在的TIM，或者指示广播/多播帧的存在或者不存在的DTIM。可以通过TIM元素的字段设置来实施DTIM。

图10至12是图示已经接收到业务指示映射(TIM)的STA的详细操作的概念图。

参考图10，STA从睡眠状态切换到唤醒状态，使得从AP接收包括TIM的信标帧。STA解释接收到的TIM元素使得其能够识别要发送到STA的缓存的业务的存在或者不存在。在STA与其它的STA竞争以接入介质用于PS轮询帧传输之后，STA可以将用于请求数据帧传输的PS轮询帧发送给AP。已经接收到由STA发送的PS轮询帧的AP可以将帧发送给STA。STA可以接收数据帧，并且然后响应于接收的数据帧将ACK帧发送给AP。其后，STA可以重新进入睡眠状态。

如能够从图10中看到，AP可以根据立即响应方案操作，使得AP从STA接收PS轮询帧，并且在预定的时间[例如，短帧间间隔(SIFS)]的流逝之后发送数据帧。相反地，在SIFS时间期间已经接收到PS轮询帧的AP没有准备要被发送到STA的数据帧，使得AP可以根据延期响应方案操作，并且在下文中将会参考图11描述其详细描述。

其中STA从睡眠状态切换到唤醒状态、从AP接收TIM，并且通过竞争将PS轮询帧发送到AP的图11的STA操作，与图10的操作相同。如果已经接收到PS轮询帧的AP在SIFS时间期间没有准备数据帧，则AP可以将ACK帧发送到STA替代发送数据帧。如果在ACK帧的传输之后准备数据帧，在这样的竞争完成之后AP可以将数据帧发送到STA。STA可以将包括数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP，并且可以被转换到睡眠状态。

图12示出其中AP发送DTIM的示例性情况。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态，使得从AP接收包括DTIM元素的信标帧。通过接收到的DTIM，STA可以识别将会发送多播/广播帧。在发送包括DTIM的信标帧之后，AP可以在没有发送/接收PS轮询帧的情况下直接地发送数据(即，多播/广播帧)。当在接收到包括DTIM的信标帧之后STA连续地保持唤醒状态时，STA可以接收数据，并且然后在数据接收完成之后切换回到睡眠状态。

TIM结构

在基于在图9至图12中示出的TIM(或者DTIM)协议的省电(PS)模式的操作和管理方法中，STA可以通过被包含在TIM元素中的STA识别信息确定要为STA发送的数据帧的存在或者不存在。STA识别信息可以是与当STA与AP相关联时要分配的关联标识符(AID)相关联的特定信息。

AID被用作一个BSS内的每个STA的唯一的ID。例如，在当前WLAN系统中使用的AID可以被分配给1至2007中的一个。在当前WLAN系统的情况下，用于AID的14个比特可以被分配给通过AP和/或STA发送的帧。尽管AID值可以被指配为最大16383，但是2008～16383的值可以被设置为保留值。

根据传统定义的TIM元素不适合于M2M应用的应用，通过该M2M应用许多的STA(例如，至少2007个STA)与一个AP相关联。如果在没有任何变化的情况下扩展常规TIM结构，则TIM位图大小过多地增加，使得不能够使用传统帧格式支持扩展的TIM结构，并且扩展的TIM结构不适合于其中考虑到低传输速率的应用的M2M通信。另外，预期在一个信标时段期间存在非常少量的均具有Rx数据帧的STA。因此，根据在上面提及的M2M通信的示例性应用，预期TIM位图大小被增加并且大多数比特被设置零(0)，使得需要有效地压缩这样的位图的技术。

在传统位图压缩技术中，从位图的头部省略过多的0的值(其中的每一个被设置为零)，并且被省略的结果可以被定义为偏移(或者开始点)值。然而，尽管均包括被缓冲的帧的STA在数目上小，如果在相应的STA的AID值之间存在大的不同，则压缩效率不高。例如，假定要仅被发送到具有10的AID的第一STA和具有2000的AID的第二STA的帧被缓冲，则压缩的位图的长度被设置为1990，除了两个边缘部分之外的剩余部分被指配零(0)。如果与一个AP相关联的STA在数目上小，则位图压缩的无效率没有引起严重的问题。然而，如果与一个AP相关联的STA的数目增加，则这样的无效率可能劣化整个系统吞吐量。

为了解决在上面提及的问题，AID被划分为多个组使得能够使用AID更加有效地发送数据。指定的组ID(GID)被分配给每个组。在下文中参考图13描述基于这样的组分配的AID。

图13(a)是图示基于组的AID的概念图。在图13(a)中，位于AID位图的前部分的一些比特可以被用于指示组ID(GID)。例如，能够使用AID位图的前两个比特指定四个GID。如果通过N个比特表示AID位图的总长度，则前两个比特(B1和B2)可以表示相对应的AID的GID。

图13(b)是图示基于组的AID的概念图。在图13(b)中，根据AID的位置可以分配GID。在这样的情况下，通过偏移和长度值可以表示具有相同GID的AID。例如，如果通过偏移A和长度B表示GID 1，则这意指位图上的AID(A～A+B-1)分别被设置为GID 1。例如，图13(b)假定AID(1～N4)被划分为四个组。在这样的情况下，通过1～N1表示被包含在GID 1中的AID，并且通过偏移1和长度N1可以表示在此组中包含的AID。通过偏移(N1+1)和长度(N2-N1+1)可以表示在GID 2中包含的AID，并且通过偏移(N2+1)和长度(N3-N2+1)可以表示在GID 3中包含的AID，并且通过偏移(N3+1)和长度(N4-N3+1)可以表示在GID 4中包含的AID。

在使用前述的基于组的AID的情况下，根据单独的GID在不同的时间间隔中允许信道接入，能够解决通过与大量的STA相比较的数量不充足的TIM元素引起的问题并且同时能够有效地发送/接收数据。例如，在特定的时间间隔期间，仅对于与特定组相对应的STA允许信道接入，并且对于剩余的STA的信道接入可能被限制。其中允许仅对于特定的STA的接入的预定时间间隔也可以被称为限制接入窗口(RAW)。

在下文中将会参考图13(c)描述基于GID的信道接入。如果AID被划分为三个组，则在图13(c)中示例性地示出根据信标间隔的信道接入介质。第一信标间隔(或者第一RAW)是其中允许对于与被包含在GID 1中的AID相对应的STA的信道接入，并且不允许被包含在其它的GID中的STA的信道接入的特定间隔。为了在上面提及的结构的实现，在第一信标帧中包含仅被用于与GID 1相对应的AID的TIM元素。在第二信标帧中包含仅被用于与GID 2相对应的AID的TIM元素。因此，在第二信标间隔(或者第二RAW)期间仅允许对于与GID 2中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第三信标帧中包含仅用于具有GID 3的AID的TIM元素，使得使用第三信标间隔(或者第三RAM)允许对与在GID 3中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第四信标帧中包含仅被用于均具有GID 1的AID的TIM元素，使得使用第四信标间隔(或者第四RAW)允许对于与在GID 1中包含的AID相对应的STA的信道接入。其后，在继第五信标间隔之后的每个信标间隔中(或者在继第五RAM之后的每个RAW中)可以仅允许对于与通过在对应的信标帧中包含的TIM指示的特定组相对应的STA的信道接入。

尽管图13(c)示例性地示出根据信标间隔被允许的GID的顺序是周期的或者循环的，但是本发明的范围或者精神不限于此。即，仅被包含在特定GID中的AID可以被包含在TIM元素中，使得在特定时间间隔(例如，特定RAW)期间允许对与特定AID相对应的STA的信道接入，并且不允许对于剩余的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结构的TIM。即，总的AID空间被划分为多个块，并且可以允许对于与具有除了“0”之外的剩余值中的任意一个的特定块相对应的STA(即，特定组的STA)的信道接入。因此，大尺寸的TIM被划分为小尺寸的块/组，STA能够容易地保持TIM信息，并且根据STA的分类、QoS或者用途可以容易地管理块/组。尽管图13示例性地示出2级的层，但是可以配置由两个或者更多个级别组成的分级的TIM结构。例如，总的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，根据图13(a)的扩展版本，AID位图的前N1个比特可以表示寻呼ID(即，PID)，并且下N2比特可以表示块ID，下N3比特可以表示子块ID，并且剩余的比特可以表示被包含在子块中的STA比特的位置。

在本发明的示例中，用于将STA(或者被分配给相应的STA的AID)划分成预定的分级组单元，并且管理划分的结果的各种方案可以被应用于实施例，然而，基于组的AID分配方案不限于上述示例。

改进的信道接入方案

图14是图示PS轮询机制的概念图。更加详细地，图14是在图11中示出的PS轮询机制的详细示例。

如上所述，STA可以通过信标的TIM元素识别要从AP发送到STA的数据的存在或者不存在。STA已经识别要被发送的数据的存在，并且可以将PS轮询帧发送到AP以便从AP请求数据(即，DL数据)。已经接收到PS轮询帧的AP可以通过竞争将数据发送到STA。更加详细地，被配置为尝试发送数据的AP可以将RTS帧发送到已经接收数据的STA。要被用于数据接收的STA发送CTS帧使得其能够指示STA准备接收数据。因此，AP可以将数据帧发送到STA，并且可以接收ACK帧。在这样的情况下，AP可以将唯一的一个物理层服务数据单元(PSDU)发送给STA一次。因此，如果存在要从AP发送到STA的大量数据，则AP必须响应于来自于STA的新的PS轮询通过竞争发送数据，使得可能无效率地执行数据传输。

图15是图示非调度-自动省电传递(U-APSD)机制的概念图。

参考图15，根据U-APSD(非调度-自动省电传递)机制，为了使用U-APSD SP，STA能够通知AP被请求的传输持续时间并且AP能够将帧发送到STA持续SP。根据U-APSD机制，STA能够从AP同时接收多个PSDU。

参考图15，STA可以通过信标的TIM元素识别要从STA发送到AP的数据的存在。STA能够识别AP具有要通过信标的TIM元素发送的数据。然后，STA能够请求AP发送，同时通过在所期待的时间将触发帧发送向AP发信号通知STA的SP开始。AP能够发送作为对触发帧的响应的ACK。随后，AP通过竞争将RTS发送到STA，从STA接收CTS帧并且然后将数据发送到STA。在此，通过AP发送的数据能够是由一个或者多个数据帧组成。当AP将最后数据帧的服务时段结束(EOSP)设置为1并且将最后的数据帧发送给STA时，STA能够识别EOSP并且结束SP。因此，STA能够发送指示STA已经成功地接收数据的ACK。根据U-APSD机制，STA能够在所期待的时间开始其SP以接收数据并且在单个SP内接收多个数据帧，从而实现有效的数据接收。

同时，如在图14和图15中所示，在数据Tx/Rx时间期间交换RTS/CTS帧以便防止隐藏节点问题的发生可能导致对数据传输/接收侧两者的大量的信令开销。另外，如在图15中所示，从STA发送触发帧并且请求数据传输的开始时间到AP准备要被发送到STA的数据、通过用于数据传输的竞争发送/接收RTS/CTS帧并且最终发送数据的结束时间的长的时间段被消耗，使得STA的大量的功率可能被消耗。

例如，在隐藏节点环境下，可能存在不能够执行旁听从其它STA发送的PS轮询帧的STA，并且可能从多个STA同时传送PS轮询帧，使得可能在PS轮询帧之间出现不可预料的冲突。此外，在大量的STA能够与一个AP相关联的环境下，如在M2M通信中那样，隐藏节点问题可能更加频繁地出现。尽管用于解决隐藏节点问题的传统CTS/RTS帧交换方法被使用，但是在适合于M2M通信的低功率STA等等的情况下，通过CTS/RTS帧的传输/接收(Tx/Rx)引起的功率消耗可能引起大的负载。

为了解决此问题，下面的描述将会公开用于使在PS模式下操作的STA执行信道接入的新的方法。

为此，当STA执行信道接入操作时(例如，当STA将PS轮询帧发送给AP时)本发明提出基于时隙的操作方案。例如，与时隙相对应的时间段可能比PS轮询帧的Tx时间长。在本发明中，以比PS轮询时间长的时隙为单位可以建立STA的信道感测时段，使得能够解决在隐藏节点环境下另一STA的PS轮询帧不能够被旁听的问题。另外，本发明的STA仅在一些时间分段中而不是在整个时隙时间中执行信道感测，使得STA的功率消耗能够被减少并且同时信道感测能够被有效地执行。本发明提出用于使用空数据分组(NDP)的方法。例如，可以使用与DL信道接入或者UL信道接入相关联的NDP帧。

基于时隙的信道接入操作

图16是图示在隐藏节点环境下的PS轮询冲突的概念图。

在图16的示例中，假定AP具有用于STA1的数据帧和用于STA2的数据帧。另外，假定STA1和STA2中的每一个对应于隐藏节点，即，STA1是STA2的隐藏节点，并且STA2是STA1的隐藏节点。

在图16中，通过从AP发送的信标帧的TIM元素，可以向STA1和STA2用信号发送缓冲DL数据的存在。因此，STA1和STA2中的每一个可以通过竞争发送PS轮询帧。更加详细地，STA1和STA2中的每一个等待与DIFS相对应的预定时间，执行信道感测同时等待与任意的退避计数器值相对应的退避时隙(即，直到退避计时器期满)，并且然后如果信道是处于空闲模式下则发送PS轮询帧。在图16中，假定STA的任意的退避计时器值被设置为4，并且STA2的任意的退避计时器值被设置为6。在这样的情况下，因为STA2的退避计时器比STA2更早地期满，所以STA1可以比STA2更早地发送PS轮询帧。如果SATA1的PS轮询帧已经被成功地应用于AP，则AP可以发送用于STA1的被缓冲的数据帧。同时，因为STA2是STA1的隐藏节点，所以STA1不能够执行被应用于AP的PS轮询帧的旁听。因此，确定STA2是处于空闲状态，同时STA1发送PS轮询帧，使得STA2在没有中断的情况下继续操作其自身的退避计时器。结果，如果STA2的退避计时器已经期满，则STA2也可以将PS轮询帧发送给AP。因此，如在图16中所示，STA1的PS轮询帧可能与STA2的PS轮询帧冲突。

为了解决在图16中示出的在上面提及的问题，一个或者多个时隙被指配给STA，并且在一个或者多个时隙的一些部分中可以执行信道接入(例如，PS轮询Tx/Rx操作)。一个或者多个时隙可以对应于要被相对应的STA限制性地接入的窗口(例如，RAW)。根据本发明，AP可以给STA提供被包含在RAM中的一个或者多个时隙的配置。另外，对于在RAW中包含的一个或者多个时隙当中的一个时隙中使用的STA可以使用NDP帧执行基于竞争的信道接入相关联的操作。

例如，在使用本发明提出的一个或者多个时隙的情况下，一个时隙的长度可能比PS轮询Tx时间(或者PS轮询帧的长度)长。与上述的描述同时或者独立于上面的描述，时隙可以对应于当STA减少退避计时器时需要的信道空闲时间。另外，AP可以在一个时隙单位的长度内成功地接收PS轮询帧，使得其可以响应于PS轮询帧发送响应帧(例如，ACK帧)。在这样的情况下，与隐藏节点相对应的其它STA能够执行从AP接收到的上述响应帧(即，对STA的PS轮询帧的响应帧)的旁听，使得其能够识别相对应的信道正被占用。因此，其它的STA不能够减少它们的退避计时器，使得它们能够防止PS轮询帧的发生。

图17是图示根据示例性实施例的信道接入方法的概念图。

在隐藏节点情形下通过PS轮询竞争方案也可以表示图17的信道接入方案。另外，虽然图17的时隙示例性地对应于退避时隙，但是本发明的范围或者精神不限于此。例如，图17的一个时隙可以对应于组成被分配给每个STA的RAQ的一个时隙。

在图17中，假定AP具有用于STA1的数据帧和用于STA2的数据帧。另外，STA1和STA2中的每一个可以对应于隐藏节点，即，STA1是STA2的隐藏节点，并且STA2是STA1的隐藏节点。

在图17中，通过从AP发送的信标帧的TIM元素，可以向STA1和STA2用信号发送缓冲DL数据的存在。因此，STA1和STA2中的每一个通过竞争发送PS轮询帧。在图17中，假定STA1的退避计时器被设置为1并且STA2的退避计时器被设置为2，STA1能够比STA2更早地发送PS轮询帧。如果STA1的PS轮询帧已经被成功地应用于AP，则AP可以将ACK帧发送给STA1。因为STA2是STA1的隐藏节点，所以STA2不能够执行STA1的PS轮询帧的旁听，使得这意指在时隙的前部分期间(即，此时间不仅对应于STA1的PS轮询帧长度而且对应于SIFS)信道处于空闲状态下。然而，如果在完成通过STA1的PS轮询传输后在短时间(例如，SIFS)的流逝之后AP发送ACK帧，则STA2能够执行从AP发送的ACK帧的旁听，并且这意指STA2信道正被占用。因此，在其中STA1执行信道接入的时隙(或者其中PS轮询帧已经被发送的时隙)中，STA2不发送PS轮询帧，不执行其自己的退避计时器，导致避免PS轮询帧的冲突。

此外，通过下面的等式1能够定义通过本发明提出的时隙的长度。

[等式1]

T_S＝T_PS-Poll+SIFS+T_{CCA_Response}+2*PD

在等式1中，T_s可以表示时隙时间，并且T_PS-Poll可以表示PS轮询帧的传输时间。T_{CCA_Response}可以表示当AP发送对PS轮询帧的响应帧时的CCA检测时间。PD可以表示空中传播延迟(APD)值。

根据本发明的附加示例，当决定时隙时，可以扩展对于响应帧的接收所需要的时间。即，通过下面的等式2可以决定时隙时间(T_s)。

[等式2]

T_S＝T_PS-Poll+PD

如果如在等式2中所示建立时隙时间，则这意指STA不期待对PS轮询帧的传输的响应帧的接收。因此，能够最小化对于基于竞争的PS轮询操作所消耗的持续时间和STA的功率消耗。

通过由STA的NDP帧传输的信道接入操作

根据本发明的附加示例，使用包括被用于信道接入的缩短的帧(例如，PS轮询帧)的新的帧的方法被提出以实现更加有效的信道接入操作。因此，如上所定义的时隙时间也减少，使得对于竞争过程所消耗的持续时间也能够减少。

图18是图示根据示例性实施例的NDP帧格式的概念图。

图18(a)示出传统基本物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元(PPDU)帧格式。

传统PPDU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)PPDU帧格式可以由传统STF(L-STF)字段、传统LTF(L-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 PPDU等等)，最基本的PPDU帧格式可以进一步包括在SIG字段和数据字段之间的附加的字段(即，STF、LTF以及SIG字段)。

STF是用于信号检测、自动增益控制(AGC)、分集选择、精确的时间同步等等的信号。LTF是用于信道估计、频率误差估计等等的信号。STF和LTF的总和可以被称为PCLP前导。PLCP前导可以被称为用于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、LENGTH字段等等。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长度的信息。此外，SIG字段可以包括奇偶字段、SIG TAIL比特等等。

数据字段可以包括服务字段、PLCP服务数据单元(PSDU)、以及PPDU TAIL比特。如有必要，数据字段可以进一步包括填充比特。服务字段中的一些比特可以被用于同步接收器的解扰器。PSDU可以对应于在MAC层中定义的MAC PDU(协议数据单元)，并且可以包括在更高层中产生/使用的数据。PPDU TAIL比特可以允许编码器返回到零(0)的状态。填充比特可以被用于根据预定的单位调节数据字段的长度。

图18(b)示例性地示出传统PS轮询帧格式。

参考图18(b)，传统PS轮询帧被定义为MAC帧格式，并且可以根据帧种类对应于控制帧。MAC帧基本上可以是由MAC报头、帧主体、以及帧检验序列组成。MAC帧是由MAC PDU组成，使得其能够通过图18(a)的PPDU帧格式的数据部分的PSDU发送或者接收。

在图18(b)的示例中，PS轮询帧格式可以是由帧控制字段、AID字段、BSSID(RA(接收寻址)字段、发送地址(TA)、以及FCS字段组成。帧控制字段可以包括对于帧传输/接收所必需的控制信息。AID字段可以具有被分配给配置成发送PS轮询帧的STA的AID值。BSSID(RA)字段可以对应于AP地址，并且TA字段可以对应于配置成发送帧的STA的地址。在这样的情况下，MAC报头可以是由帧控制字段、AID字段、BSSID(RA)字段、以及TA字段组成。即，PS轮询帧格式可以是由MAC报头和FCS组成而不包含帧主体。

帧控制字段可以包括协议版本字段、类型字段、子类型字段、至DS(To DS)字段、来自DS(From DS)字段、更多片段(MF)字段、再试字段、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。

图18(c)示出通过本发明提出的NDP帧格式。NDP帧可以表示不具有数据分组的帧结构。即，NDP帧可以表示包括初始PLCP前导部分和图18(a)的SIG字段的帧格式，而不包含剩余的部分(即，数据字段)。与为了信道接入从STA发送到AP的帧和从AP发送到STA的另一帧相关联，在图18(c)中示出的NDP帧格式被使用，使得本发明的实施例能够减少延迟时间同时减少STA的功率消耗。

例如，STA可以使用本发明提出的NDP帧，替代使用PS轮询帧，来被发送到AP。即，尽管传统PS轮询帧与通过数据字段的PSDU发送的MAC控制帧相同，必要时本发明可以使用不包括PDSU的NDP PS轮询。更加详细地，如在上面提及的实施例中所示出，在要通过AP为特定的STA建立的一个或者多个时隙(例如，RAW)当中的一个时隙(即，RAW当中的一个时隙)内的PS轮询传输被允许。在这样的情况下，通过本发明提出的NDP PS轮询可以被用作要被发送的PS轮询帧。

在NDP帧格式被配置的情况下，如在图18(c)中所示，图18(a)的数据字段(例如，图18(b)的MAC控制帧)没有被包括在NDP帧格式中，使得在其中没有包含与PSDU(即，MAC帧)的帧控制字段相对应的信息。然而，最小数量的控制信息必须被包含在NDP帧中以便发送/接收NDP帧。为此，本发明提供用于在图18(c)的SIG字段中包括在上面提及的信息的方法。

即，如上所述，NDP帧可以仅包括STF、STF、以及SIG字段。在这样的情况下，STF和LTF中的每一个可以由对于解码SIG字段所需要的信道估计信号(或者序列)组成。SIG字段可以包括多个子字段。例如，SIG字段可以包括类型子字段、AID子字段、BSSID子字段、循环冗余检验(CRC)子字段等等。另外，SIG字段可以包括附加的子字段以及这四个子字段，并且子字段的顺序仅是示例性的，不是限制性的。

类型子字段被用于解释NPD帧的SIG字段，并且可以被设置为指示相对应的NDP帧的用途的特定值。例如，如果类型字段具有预定的值，则这可以指示相对应的NDP帧是NDP PS轮询帧。换言之，NDP帧的SIG字段可以是不同于传统SIG字段(即，由RATE字段和LENGTH字段组成)的修改的SIG字段，并且使用用作SIG字段的第一子字段的类型字段可以指示相对应的SIG字段是传统SIG字段还是修改的SIG字段。

AID子字段可以对应于配置为发送NDP帧的STA的SID。AID子字段可以被配置为指示在图13中描述的组ID(或者PID)。另外，AID子字段可以对应于被定义为AID的缩写形式的部分AID(PAID)。另外，AID子字段可以对应于用于识别相对应的STA的预定的ID值(例如，新的AID格式、或者通过传统AID的散列获得的结果值)。已经接收到NDP PS轮询帧的AP可以基于AID(或者PAID)识别哪一个STA已经被用于PS轮询帧的传输。

BSSID子字段可以对应于包括已经发送NDP帧的STA的AP的BSSID。另外，BSSID子字段可以对应于被定义为BSSID的缩写形式的部分BSSID(PBSSID)。另外，BSSID子字段可以对应于用于识别相对应的AP的预定的ID值(例如，新的AID格式，或者通过传统AID的散列获得的结果值)。BSSID子字段可以指示NDP帧的接收地址(RA)。

CRC子字段可以被用于检测NDP帧的SIG字段的错误。

在下文中将会详细地描述根据本发明的使用上述NDP帧使STA能够发送NDP PS轮询帧的方法。

STA可以在以STA能够执行信道接入的方式允许的多个时隙中的一个处传送NDP PS轮询帧。已经接收到NDP PS轮询帧的AP通过SIG字段的BSSID(或者PBSSID)子字段决定是否应答NDP PS轮询帧。作为对NDP PS轮询帧的响应，AP可以发送ACK帧，或者可以发送用于相对应的STA的被缓冲的数据帧。

尽管用于相对应的STA的被缓冲的数据存在或者不存在但是AP发送ACK帧的情况，在接收NDP PS轮询帧后在经过SIFS之后立即发送数据帧可能具有困难。如果不存在被缓冲的用于STA的数据，则从AP发送到STA的ACK帧的帧控制字段的更多数据(MD)比特可以被设置为零0。可替选地，在用于STA的被缓冲的数据存在并且ACK帧被发送的情况下，MD比特可以被设置为1。

被改进的信道感测操作

根据通过本发明提出的基于时隙的信道接入操作(参见图17)，如果在时隙时间期间信道处于空闲状态下，则STA顺序地减少退避计时器。如果退避计时器已经期满，则STA可以执行信道接入操作(例如，PS轮询或者NDP PS轮询帧的传输)。在这样的情况下，用于在整个时隙时间期间连续地执行信道感测的操作可能增加STA的功率消耗。因此，本发明提出用于在仅时隙时间的一些部分中允许STA执行信道感测的方法。

例如，如果仅在一个时隙单位的初始部分或者最后部分的一些部分中执行信道感测，则能够确定在相对应的单个时隙单位的整个时间期间信道是否处于占用的状态或者空闲状态。即，信道感测时间(或者CCA检测时间)能够被设置为一个时隙单位的初始或者最后部分中的一些部分。换言之，用于通过STA执行信道感测的操作可以被设置为时隙边界。

图19是图示根据示例性实施例的信道感测操作的概念图。

图19的示例可以假定与在图17中相同的情形。即，STA1和STA2中的每一个可以基于AP的信标帧的TIM元素识别其自身的数据的存在，STA1和STA2中的每一个可以对应于隐藏节点(即，STA1是STA2的隐藏节点，并且STA2是STA1的隐藏节点)。在STA1退避计时器已经第一次期满之后的第一时隙的流逝之后，PS轮询(或者NDP PS轮询)能够被发送。

在这样的情况下，STA2可以仅在时隙时间的最后部分的一些部分中执行信道感测(例如，CCA)，以时隙时间为单位确定信道是否被占用或者空闲，并且从而确定是否将会操作退避计时器。

更加详细地，STA2在第一时隙的最后部分处执行CCA并且决定空闲信道状态，使得其启动退避计时器。其后，虽然在第二时隙处从STA1发送的PS轮询(或者NDP PS轮询)帧的传输时段(或者大多数传输时段)期间STA2没有执行CCS，但是STA2可以在第二时隙的最后部分的一些处执行CCA。即，如果STA1是STA2的隐藏节点，则尽管STA2在整个一个时隙单位中连续地执行CCA，但是不能够以防止不必要的CCA操作的方式执行STA1的PS轮询(或者NDP PS轮询)帧的旁听，导致STA2功率消耗的减少。另外，在STA1不能够执行旁听的条件下，STA1可以发送PS轮询(或者NDP PS轮询)帧，并且STA2通过CCA能够检测被配置为应答PS轮询帧的AP的ACK帧，使得其能够识别STA1在相对应的时隙处占用此信道。如果STA1没有发送PS轮询(或者NDP PS轮询)帧，则不存在AP的响应(即，ACK或者数据帧)。因此，从STA2的角度来看，尽管STA1仅在一个时隙的最后部分的一些部分处执行CCA，但是能够正确地确定在相对应的时隙处的当前状态是否是处于占用状态或者空闲状态。

通过AP的NDP帧传输的信道接入操作

上面提及的示例已经公开使用要从STA传输到AP的NDP帧(或者NDP PS轮询帧)的信道接入方法。另外，本发明提出使用要从AP传输到STA的NDP帧的信道接入操作。

例如，如果要从AP传输到STA的被缓冲的数据(例如，可缓冲的单元(BU))存在，则通知STA存在被缓冲的数据的NDP帧可以被发送。换言之，AP可以主动执行轮询以将被缓冲的帧发送到STA，并且此操作可以被视为要通过AP发送PS轮询帧。然而，本发明的范围或精神不仅受到上面的名称的限制，并且根据本发明的来自于AP的PS轮询帧可以指示从AP传送到STA以通知STA存在BU的NDP帧。

来自于SP的NDP PS轮询帧可以包括向其发送相对应的帧的目标STA的标识符(例如，AID或者PAID)。另外，指示被缓冲的数据(例如，BU)的存在的特定信息也可以被包括在NDP PS轮询帧中。本发明的范围或者精神不限于此，并且附加的信息也可以被包括在上述示例性信息中。

如果指示从AP开始的NDP PS轮询帧的目的地的STA是处于唤醒状态下，则已经接收到NDP PS轮询帧的STA可以响应于NDP PS轮询帧将ACK帧发送给AP，使得STA可以通知AP STA已经被唤醒。随后，AP可以将被缓冲的帧立即发送给相对应的STA(即，被配置为应答从AP接收到的PS轮询帧的STA)。

同时，如果用作来自于AP的NDP PS轮询帧的目的地的STA是处于睡眠模式，相对应的STA可以不应答NDP PS轮询帧。还没有从STA接收到对从AP开始的NDP PS轮询帧的响应的AP可以将NDP PS轮询帧发送到另一STA。

图20是图示使用来自于接入点(AP)的NDP PS轮询帧的信道接入方法的概念图。

在图20中，STA1和STA2是隐藏节点(即，STA1是STA2的隐藏节点，并且STA2是STA1的隐藏节点)，并且假定要从AP发送到每个STA的数据(或者BU)存在。例如，当AP将NDP PS轮询帧发送给STA1时，因为STA1是处于睡眠状态下，所以STA1不能够产生对NDP PS轮询帧的响应。还没有从STA1接收到响应的AP可以将NDPPS轮询帧发送给STA2。

处于唤醒状态的STA2可以从AP接收NDP PS轮询帧，使得STA2可以开始信道接入操作。例如，STA2可以通过竞争从AP接收数据。如在图20中所示，STA2可以产生与对于来自于AP的NDP PS轮询帧的响应相对应的ACK帧，使得STA2可以将ACK帧发送给AP。已经确认STA2能够接收BU的AP可以将BU(即，被缓冲的数据)发送给STA2。在STA2已经从AP成功地接收数据帧之后，STA2可以将响应帧(例如，ACK帧)发送给AP。

在图20的示例中，AP将NDP PS轮询帧发送给STA的特定时间点可以是STA应被唤醒的特定时间。可替选地，当通过STA1和STA2中的每一个AP分配至少一个时隙(例如，RAW)时，以与STA基于时隙(或者在时隙边界处)执行信道感测或者基于时隙(或者在时隙边界处)发送PS轮询帧的操作相类似的方式，以时隙为单位(或者在时隙边界处)可以发送来自于AP的PS轮询帧。另外，当AP的当前信道是处于空闲状态时，来自于AP的NDP PS轮询帧可以被发送到STA。

基于时隙的触发帧

在上面提及的示例已经示例性地公开当STA将PS轮询帧发送给AP时使用由NDP帧组成的PS轮询帧的方法。在下文中将会详细地描述根据实施例的用于允许STA使用触发帧请求来自于AP的数据传输的方法。

STA可以通过在信标帧中包含的TIM元素识别要通过STA接收到的被缓冲的帧的存在或者不存在。为了通过STA接收被缓冲的帧，PS轮询帧可以被发送给AP，或者通过触发帧的传输发起的服务时段(SP)可以被使用。如果STA支持调度的或者非调度的APSD，则可以更加有效地考虑用于允许STA将触发帧，替代PS轮询帧发送给AP的操作。

同时，当多个STA同时将触发帧发送给AP时，与隐藏节点相对应的STA的触发帧可能相互冲突。为了解决在上面提及的问题，以与用于在图17的PS轮询帧传输中使用的基于时隙的信道接入方案的相似的方式，可以使用将一个或者多个时隙(例如，RAW)分配给STA并且在时隙中的一个处发送触发帧的方法。

在这样的情况下，一个时隙单元的长度可能比触发帧的传输时间长。另外，一个时隙时间也可以对应于对于在竞争过程期间减少退避计时器所需要的信道空闲时间单元。在这样的情况下，如果AP成功地接收触发帧并且将响应帧发送到触发帧，则尽管与隐藏节点相对应的其它的STA不能够执行旁听，但是其它的STA能够执行从AP发送的响应帧的旁听，使得它们能够识别信道的占用状态。因此，在上面的时隙时间期间退避计时器可以不开始操作。

图21是图示根据示例性实施例的触发帧竞争方法的概念图。

参考图21，AP具有用于STA1和STA2的数据帧，并且可以通过信标帧的TIM元素通知STA1和STA2数据的存在。STA1和STA2可以对应于隐藏节点，并且可以试图基于竞争执行信道接入。另外，如果STA1的退避计数器被设置为1并且STA2的退避计时器被设置为2，则STA1可以首先发送触发帧。如果来自于STA1的触发帧被成功地应用于AP，则AP可以发送用于SAT1的ACK帧。同时，因为STA2是隐藏节点，所以STA2不能够执行从STA1发送的触发帧的旁听并且能够确定信道是处于空闲状态。然而，STA2能够从AP接收ACK帧，使得STA2能够确定信道的占用的状态。因此，从STA2的观点来看，因为STA2的退避计数器在其中STA1占用信道的特定时间期间没有操作，所以在下一个时隙没有发送触发帧，使得可以防止在触发帧之间的冲突的发生。

为了支持触发帧竞争机制，可以通过下面的等式2表示时隙时间。

[等式3]

T_S＝T_Triggerl+SIFS+T_{CCA_Response}+2*PD

在等式3中，T_s是时隙时间。T_Trigger是触发帧的传输时间。T_{CCA_Response}是当AP将响应帧发送给触发帧时的CCA检测时间。PD是空中传播延迟(APD)值。

在本发明的另一示例中，当决定时隙时间时接收响应帧所需要的预定时间可以被排除。即，通过下面的等式4可以决定时隙时间(T_s)。

[等式4]

T_S＝T_PS-Poll+PD

如在等式4中所示建立时隙时间的情况可以被视为STA发送触发帧并且然后没有接收对触发帧的响应帧的示例性情况。因此，对于基于竞争的触发操作所消耗的STA功率消耗和时间可以被最小化。

此外，虽然本发明能够通过如上所述的基于时隙的触发帧传输操作解决隐藏节点问题，但是当长的时隙时间被建立时对于竞争所需要的STA功率消耗和持续时间可能不可避免地增加。因此，本发明提出用于进一步减少触发帧的传输时间的方法。

图22是图示根据示例性实施例的NDP触发帧的概念图。

参考图22，虽然传统触发帧被定义为要在PPDU帧的数据部分的PSDU中发送的MAC帧，但是本发明提出不具有PDSU的触发帧格式(即，NDP形式)。NDP触发帧可以仅包括STF、LTE、以及SIG字段。STF和LTF中的每一个可以由对于解码SIG字段所需要的信道估计序列组成。

SIG字段可以包括下面的6个子字段。然而，本发明的范围或者精神不限于此，并且附加的子字段也可以被定义。

类型子字段可以被用于执行NDP帧的SIG解释，并且可以指示相对应的NDP帧是触发帧。

服务结束时段(EOSP)字段可以指示触发帧指示SP的开始还是结束。

接入种类(AC)子字段可以指示被触发的SP的接入种类信息。

AID子字段可以对应于被配置为发送NDP触发帧的STA的SID。AID子字段可以被配置为指示部分AID(PAID)、组ID等等。另外，AID子字段可以对应于用于识别相对应的STA的预定的ID值(例如，新的AID格式，或者通过传统的AID的散列获得的结果值)。已经接收到NDP触发帧的AP可以基于AID(或者PAID)识别哪一个STA已经被用于触发帧的传输。

BSSID子字段可以对应于包括已经发送NDP触发帧的STA的AP的BSSID。另外，BSSID子字段可以对应于被定义为BSSID的缩写格式的部分BSSID(PBSSID)。另外，BSSID子字段可以对应于用于识别相对应的AP的预定的ID值(例如，新的AID格式，或者通过传统的AID的散列获得的结果值)。

CRC子字段可以被用于检测NDP触发帧的SIG字段的错误。

在下文中将会描述根据本发明的用于使STA使用在上面提及的NDP帧发送NDP触发帧的方法。

STA可以在以STA能够执行信道接入的方式允许的多个时隙的一个处发送NDP触发帧。已经接收到NDP触发帧的AP可以通过SIG字段的BSSID(或者PBSSID)子字段确定是否应答NDP触发帧。作为对NDP PS轮询帧的响应，AP可以发送ACK帧，或者可以发送用于相对应的STA的被缓冲的数据帧。

尽管用于相对应的STA的被缓冲的数据存在或者不存在但是AP发送ACK帧的情况，可能在接收NDP触发帧后的SIFS的流逝之后立即发送数据中具有困难。如果用于STA的被缓冲的数据不存在，则从AP发送到STA的ACK帧的帧控制字段的更多数据(MD)比特可以被设置为零0。可替选地，在用于STA的被缓冲的数据存在并且ACK帧被发送的情况下，MD比特可以被设置为1。

为了进一步减少STA功率消耗，STA可以被配置为在预定的时间发送触发帧。

另外，当使用NDP触发帧时，因为使用最低的调制和编译方案(MCS)构造NDP帧，所以期待块错误率(BER)是处于低水平。

图23是图示根据示例性实施例的基于STA发起的时隙的信道接入方法的概念图。

在步骤S2310中，第一STA(例如，AP)可以将时隙配置信息发送给第二STA(例如，非AP STA)。时隙配置信息可以指示允许第二STA执行信道接入的至少一个时隙(例如，RAM)的配置信息。可以通过信标帧发送时隙配置信息。时隙配置的更加详细的描述与本发明的示例的描述相同，并且为了清楚起见在此将会省略其详细描述。

在步骤S2320中，第二STA可以将第一帧发送到第一STA。在这样的情况下，第一帧可以是PS轮询帧或者触发帧。另外，第一帧可以是NDP帧。可以根据竞争方案或者退避方案在时隙中的一个处发送第一帧。不仅用于决定第一帧的传输时间点的方法而且第一帧的详细格式的信息描述与本发明的示例的相同，并且为了清楚起见在此将会省略其详细描述。

在步骤S2330中，第一STA可以将与对第一帧的响应相对应的第二帧发送到第二帧。第二帧可以是PS轮询的ACK帧或者触发帧。在立即数据传输方案的情况下，也可以立即发送数据帧。

图24是图示根据示例性实施例的基于AP发起的时隙的信道接入方法的概念图。

图24的步骤S2410与图23的步骤S2310相同，并且为了便于描述在此将会省略相同的部分。

在步骤S2420中，第一STA(例如，AP)可以将包括用于第二STA的信道接入的信息的第一帧发送到第二STA(例如，非AP STA)。在图24中，第一帧可以是通过第一STA发送的NDP帧。另外，第一帧可以包括指示第二STA的AID(或者PAID)的存在或者用于第二STA的被缓冲的数据(或者BU)的存在的特定信息。不仅用于决定第一帧的传输时间点的方法而且第一帧的详细格式的详细描述与本发明的示例的相同，并且为了清楚起见在此将会省略其详细描述。

在步骤S2420中，基于被发送到第二STA的第一帧可以发起第二STA的信道接入操作。

在步骤S2430中，第一STA可以将第二帧(例如，数据帧)发送到第二STA。尽管在图24中未示出，但是第二STA可以将对第一帧的响应帧(例如，ACK帧)发送给第一STA，如在图20的示例中所示。

本发明的上述各种实施例可以被独立地应用或者其两个或者更多个实施例可以被同时应用。

图25是图示根据本发明的实施例的射频(RF)设备的框图。

参考图25，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。收发器12和23可以发送/接收射频(RF)信号并且可以根据IEEE 802系统实现物理层。处理器11和21分别被连接到收发器13和21，并且可以根据IEEE 802系统实现物理层和/或MAC层。处理器11和21能够被配置为根据本发明的上述实施例执行操作。用于根据本发明的上述各种实施例实现AP和STA的操作的模块被存储在存储器12和22中并且可以通过处理器11和21被实现。处理器12和22可以被包括在处理器11和21中或者可以被安装在处理器11和21的外部处以通过公知的装置被连接到处理器11和21。

AP和STA的整体配置可以被实现为使得本发明的上述各种实施例可以被独立地应用或者其两个或者多个实施例可以被同时应用并且为了清楚起见重复的描述被省略。

通过各种手段，例如，硬件、固件、软件、或者其组合能够实现根据本发明的实施例。

在硬件配置的情况下，可以通过一个或多个专用集成电路(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、微处理器等来实现根据本发明的实施例的方法。

在固件或软件配置的情况下，则可以以执行如上所述的功能或操作的模块、程序、功能等来实现根据本发明的实施例的方法。软件代码可以被存储在存储器单元中，并且通过处理器执行。存储器单元可以位于处理器内部或外部，并且可以经由通过各种公知的手段来向处理器发送数据和从处理器接收数据。

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而描述了本发明，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。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

虽然已经基于IEEE 802.11系统描述本发明的上面的各种实施例，但是可以以与各种移动通信系统相同的方式应用实施例。

Claims

1.一种用于通过无线通信系统的站(STA)执行信道接入的方法，所述方法包括：

从接入点(AP)接收关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息；

在所述至少一个时隙当中的特定时隙处接收第一帧；以及

在所述第一帧的接收之后发起信道接入，

其中，所述第一帧是空数据分组(NDP)帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一帧是PLCP(物理层会聚协议)分组数据单元(PPDU)帧，所述PPDU帧包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、以及信号(SIG)字段，而不包括数据字段。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述SIG字段包括指示所述STA的标识符(ID)的字段和指示用于所述STA的被缓冲的数据的存在的字段。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述STA的标识符(ID)是关联标识符(AID)或者部分关联标识符(PAID)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一帧已经被发送到所述STA之后，从所述AP发送第二帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二帧是来自于所述AP的数据帧。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个时隙的配置信息指示关于其中允许所述STA的信道接入的时间段的配置信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一帧的接收之后将第三帧从所述STA发送到所述AP。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述AP感测信道的空闲状态时发送所述第一帧。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，通过所述AP发送所述第一帧以用于所述STA接收所述第二帧的传输。

11.一种用于通过无线通信系统的接入点(AP)支持站(STA)的信道接入的方法，所述方法包括：

将关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息发送到所述STA；

在所述至少一个时隙当中的特定时隙处将第一帧发送到所述STA；以及

在所述第一帧的传输之后通过所述STA发起信道接入，

其中，所述第一帧是空数据分组(NDP)帧。

12.一种站(STA)设备，所述站(STA)设备被配置为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，所述处理器使用所述收发器从接入点(AP)接收关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息，使用所述收发器在所述至少一个时隙当中的特定时隙处从所述AP接收第一帧，并且在所述第一帧的接收之后发起信道接入，

其中，所述第一帧是空数据分组(NDP)帧。

13.一种接入点(AP)设备，所述接入点(AP)设备被配置为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，所述处理器使用所述收发器将关于用于信道接入的至少一个时隙的配置信息发送到所述STA，使用所述收发器在所述至少一个时隙当中的特定时隙处将第一帧发送到STA，并且在所述第一帧的传输之后通过所述STA发起信道接入，

其中，所述第一帧是空数据分组(NDP)帧。