CN104335510A - 在无线lan系统中发送和接收包括部分关联标识符的帧的方法和设备 - Google Patents

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CN104335510A CN201380027059.3A CN201380027059A CN104335510A CN 104335510 A CN104335510 A CN 104335510A CN 201380027059 A CN201380027059 A CN 201380027059A CN 104335510 A CN104335510 A CN 104335510A
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Abstract

公开了用于在无线LAN(WLAN)系统中发送和接收包括部分关联ID(PAID)的帧的方法和设备。一种用于在站(STA)处从无线通信系统的接入点(AP)接收帧的方法包括：确定是否基于通过AP分配给STA的关联ID(AID)和AP的基本服务集ID(BSSID)计算帧的部分关联ID(部分AID)的值；以及如果基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算帧的部分AID的值，则解码帧，其中AID被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。

Description

在无线LAN系统中发送和接收包括部分关联标识符的帧的方法和设备
技术领域
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(WLAN)系统中发送和接收包括部分关联标识符(PAID)的帧的方法和设备。
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。无线通信技术之中的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)等移动终端在家或者在企业或者在特定的服务提供区域进行无线互联网接入。
为了克服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以及优化数据传送速率。
发明内容
技术问题
因此，本发明涉及一种用于在WLAN系统中发送和接收包括部分关联标识符(PAID)的帧的方法和设备，其在实质上消除由于现有技术的限制和缺点导致的一个或者多个问题。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 802.11WLAN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。
在所有的装置之中共享的介质中执行WLAN通信。在增加装置的数目的情况下，如在M2M通信中一样，耗费很多时间接入一个装置的信道，使得整个系统性能被不可避免地劣化，导致在每个装置的省电方面具有困难。
本发明的目的是为了提供一种用于构造包括部分关联标识符(PAID)的帧的方法。
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他技术目的。
技术方案
通过提供一种用于在站(STA)处从无线通信系统的接入点(AP)接收帧的方法能够实现本发明的目的，该方法包括：确定是否基于通过AP分配给STA的关联ID(AID)和AP的基本服务集ID(BSSID)来计算帧的部分关联ID(部分AID)的值；以及如果基于被分配给STA的AID和AP的BSSID来计算帧的部分AID的值，则解码帧，其中AID被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，第一PAID值是将模运算应用于通过将从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值计算的。
在本发明的另一方面中，一种用于在无线通信系统的接入点(AP)处将帧发送到站(STA)的方法，包括：通过接入点(AP)基于被分配给STA的关联ID(AID)和AP的基本服务集ID(BSSID)来计算部分关联ID(部分AID)；以及将包括被设置为与部分AID的计算结果相对应的特定值的部分AID字段的帧发送给STA，其中AID被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值计算的。
在本发明的另一方面中，一种用于从无线通信系统的接入点(AP)接收帧的站(STA)装置，包括：收发器；以及处理器，其中该处理器确定是否基于通过AP分配给STA的关联ID(AID)和AP的基本服务集ID(BSSID)来计算帧的部分关联ID(部分AID)的值；以及如果基于被分配给STA的AID和AP的BSSID来计算帧的部分AID的值，则解码帧，其中AID被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID来计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值计算的。
在本发明的另一方面中，一种用于将帧发送到无线通信系统的站(STA)的接入点(AP)装置，包括：收发器；以及处理器，其中该处理器基于通过AP被配给STA的关联ID(AID)和AP的基本服务集ID(BSSID)来计算部分关联ID(部分AID)，以及将包括被设置为与部分AID的计算结果相对应的特定值的部分AID字段的帧发送给STA，其中AID被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID所计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值计算的。
下面的描述可以被共同地应用于本发明的实施例。
AID可以被分配使得部分AID值与第二PAID值不相同，所述第二PAID值是通过将模运算应用于通过将从重叠的BSS(OBSS)的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值计算的。
通过(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1可以计算第一PAID值，其中BSSID是AP的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
通过(dec(OBSS BSSID[39:47])mod(29-1))+1可以计算第二PAID值，其中OBSS BSSID是OBSS的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
通过dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XORBSSID[40:43])×25)mod29可以计算基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算的部分AID值，其中AID是被分配给STA的AID，BSSID是AP的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
AP可以是与STA相关联的AP。
AID可以被分配使得基于被分配给STA的AID和AP的BSSID计算的部分AID与零(0)不相同。
部分AID字段可以被包括在帧的信号A(SIG-A)字段中。
帧可以是单用户(SU)帧。
可以以子-1GHz操作频率来定义帧。
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以及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，本发明的示例性实施例可以提供一种用于构造包括部分关联ID(PAID)的帧的方法和设备。
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具体描述的效果，以及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他优点。
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(允许发送)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示例性地示出SU/MU帧格式。
图15(a)示例性地示出AID重新指配请求帧格式的示例，以及图15(b)示例性地示出AID重新指配响应帧格式的示例。
图16示例性地示出可用作SIG-B字段的固定序列。
图17图示当图16的固定模式被传送到PPDU时在SIG-B字段中重复的方法的概念图。
图18是图示根据本发明的一个实施例的用于发送和接收帧的方法的流程图。
图19是图示根据本发明的一个实施例的射频(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。如果需要，单独的构成组件或者特性可以不与其他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他实施例中，或者必要时可以被其他实施例的替代。
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他格式。
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、第三代合作伙伴计划(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。具体地，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。CDMA可以通过诸如UTRA(通用陆上无线电接入)或者CDMA2000的无线(或者无线电)技术来实现。TDMA可以通过诸如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)的无线(或者无线电)技术来实现。OFDMA可以通过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)的无线(或者无线电)技术来实现。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STA移动性的WLAN。基本服务集(BSS)可以对应于在IEEE 802.11LAN中的基本组成块。在图1中，示出了两个BSS(BSS 1和BSS2)，并且在BSS的每一个中包括两个STA(即，STA1和STA2被包括在BSS 1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应的BSS中包括的STA在其中保持通信的覆盖区域。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无法直接与在相应的BSA内的其他STA通信。
在IEEE 802.11LAN中，最基本型的BSS是独立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他组件，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，诸如分布系统(DS)、分布系统介质(DSM)和接入点(AP)的组件被增加给图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，在其他情况下，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。
DS指的是BSS被相互连接的结构。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 802.11LAN架构(DS架构或者其他网络架构)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 802.11LAN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的扩展服务集(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。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。这可以对应于在自组织网络在存在ESS网络的位置中操作的情形下，在不同组织的IEEE 802.11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)。在其他无线通信领域中，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，用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了探测请求帧的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，并且记录在每个信道处的信标帧信息。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。此验证过程可以被称为第一验证过程，以这样的方式，该验证过程能够与步骤S540的安全设定过程清楚地区分。
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，可以替换为其他信息，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S530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、信标监听间隔、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(关联回归时间)、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等相关联的信息。
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，可以以其他信息替换，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标准中定义的其他安全方案实现。
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(介质接入控制服务接入点)处支持1Gbps以上的数据处理速度的IEEE 802.11WLAN系统的一个。
为了有效率地利用射频(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转变到数字TV而留下的空闲频带(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、现任用户等。
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充当按规定划分的频带的特定WS信道，AP和/或STA不能够使用与对应的WS信道相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必须确定频道中现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现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、签名检测方案等可以被用作频谱感测机制。如果接收的信号的强度超过预定值，或者当检测到DTV前导时，AP和/或STA可以确定现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 802.11WLAN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、以及在设备与应用服务器之间的通信等。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。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更多的STA(例如，大约6000个STA)与一个AP相关联的其他情形的各种方法。此外，预期用于支持/请求低传送速率的许多应用存在于M2M通信中。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，预期具有非常长的传输/接收间隔的很多业务数据存在于M2M通信中。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。另外，在M2M通信中STA根据经由下行链路(例如，从AP到非AP STA的链路)接收到的命令操作，以便通过上行链路(即，从非AP STA到AP的链路)报告数据。M2M通信主要集中于对用于重要数据传输的上行链路改进的通信方案。另外，M2M STA主要作为电池被操作并且用户可能在对M2MSTA频繁充电方面感到困难，使得电池消耗被最小化，导致电池寿命增加。另外，用户在特定情形下在直接处理M2M STA方面具有困难，使得需要自我恢复功能。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正在对能够有效率地支持下述情况并且同时能够减少STA的功率消耗的WLAN系统进行深入研究，即，存在的少量的、其每一个在一个信标时段期间具有要从AP接收的数据帧的STA。
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，而且其他技术，诸如直接链路设定，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。
以子-1GHz操作的WLAN
如上所述，最近已经论述了M2M通信被设置为使用情况的IEEE802.11ah标准。IEEE 802.11ah标准以子-1GHz(sub-1GHz)的操作频率在除了TV空白带之外的未授权带中操作，并且具有比主要支持常规户外覆盖的传统WLAN更宽的覆盖(例如，最多1km)。即，不同于以2.4GHz或者5GHz的频率操作的传统WLAN，如果以子-1GHz(例如，700～900MHz)的操作频率操作WLAN，则由于相应的带的传播特性，与相同的发射(Tx)功率相比较，AP覆盖增加了大约两倍或者三倍。在这样的情况下，每个AP可以连接大量的STA。在IEEE 802.11ah标准中考虑到的使用情况能够被概述为如下面的表1中所示。
[表1]
根据表1的使用情况1，使各种传感器/仪表设备被连接到802.11ahAP的M2M通信是可用的。具体地，智能电网技术使最多6000个传感器/仪表设备能够被连接到一个AP。
根据表1的使用情况2，被配置成提供广覆盖的802.11ah AP用作诸如IEEE 802.15.4g的不同系统的回程链路。
根据表1的使用情况3，使用情况3可以支持扩展的家庭覆盖、校园广覆盖、以及诸如购物中心范围热点通信的户外扩展范围的热点通信。根据使用情况3，802.11ah AP支持蜂窝移动通信的业务卸载使得能够分散蜂窝业务超载。
通过执行传统IEEE 802.11ac PHY的1/10降时钟来实现用于子-1GHz的通信的物理层(PHY)。在这样的情况下，通过1/10降时钟来提供对于在802.11ac中使用的20/40/80/160/80+80MHz的信道带宽，并且在子-1GHz提供2/4/8/16/8+8MHz的信道带宽。因此，保护间隔(GI)从0.8μs增加到8μs，使得GI增加到十倍。下面表2示出在802.11ac PHY吞吐量和1/10降时钟的子-1GHz PHY吞吐量之间的比较结果。
[表2]
IEEE 802.11ac PHY 1/10降时钟的子-1GHz PHY
信道带宽/吞吐量 信道带宽/吞吐量
20MHz/86.7Mbps 2MHz/8.67Mbps
40MHz/200Mbps 4MHz/20Mbps
80MHz/433.3Mbps 8MHz/43.33Mbps
160MHz/866.7Mbps 16MHz/86.67Mbps
80+80MHz/866.6Mbps 8+8MHz/86.66Mbps
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机制被称为IEEE 802.11MAC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，则相应的AP和/或STA不开始其自己的传输，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，预期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 802.11MAC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基于竞争时实现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，但是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，同时响应于所判定的退避计数值递减计数退避时隙。如果介质被监测为占用状态，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，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，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，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，只要残留退避时间被递减计数，在残留退避时隙之后，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，如果介质处于空闲状态，则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之间出现不期望的冲突。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。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，AP和/或STA其中的每一个当前使用介质或者具有使用介质权限，可以向另一AP和/或另一STA通知其中介质是可用的剩余时间。因此，NAV值可以对应于其中介质将由配置为发送相对应帧的AP和/或STA使用的预留的时间。已经接收到NAV值的STA可以在相应的预留的时间期间禁止或者推迟介质接入(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的传输(即，占用介质)，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，导致冲突发生。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，则可以确定由于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的传输可以不与来自STAB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(准备发送)的概念视图。
为了在上面提及的图7的情形下有效率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(准备发送)。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 B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待机模式以便持续地感测信道，则就WLAN吞吐量而言，功率被无效率地耗费，而没有特殊的优势。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。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。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。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。在睡眠模式下操作的STA以最小功率操作，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，使得其能够在唤醒状态下发送/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(或者假定判定存在要被发送到STA的帧，为了接收指示帧的存在的信号)。
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(S211、S212、S213、S214、S215、S216)中以预定时段的间隔将信标帧发送给BSS中存在的STA。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。STA1 220和STA2 222中的每一个在PS模式下操作。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第一次发送信标帧时，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AP210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，使其在步骤S222中重新进入睡眠状态。
当AP 210第三次发送信标帧时，相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STA1220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，已经被切换到每个信标间隔接收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中发送第五信标帧时，STA1 220保持睡眠状态，使得其不能够获得相应的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SAT2230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9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与其他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。
图11的STA操作，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，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，则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，并且然后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，以便从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标识信息确定要为STA发送的数据帧的存在或者不存在。STA标识信息可以是与当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的值中的一个。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值16383，但是2008至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其每一个均具有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)，使得需要有效率地压缩这样的位图的技术。
在传统位图压缩技术中，从位图的头部省略连续的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，尽管均包括缓冲的帧的STA在数目上小，但是如果在相应的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，则位图压缩的低效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，则这样的低效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更加有效率地发送数据。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)可以表示相应的AID的GID。
图13(a)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GID1，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，能够解决与大量的STA相比较由数量不充足的TIM元素引起的问题，并且同时能够有效率地发送/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他GID中的STA的信道接入的特定间隔。为了实现在上面提及的结构，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。
PPDU帧格式
物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元(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)，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、精确的时间同步等的信号。LTF是用于信道估计、频率误差估计等的信号。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。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。
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，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。
MAC PDU可以根据各种帧格式被定义，并且基本的MAC帧是由MAC报头、帧主体和帧校验序列组成。MAC帧是由MAC PDU组成，使得其能够通过PPDU帧格式的数据部分的PSDU发送/接收。
另一方面，空数据分组(NDP)帧格式可以指示不具有数据分组的帧格式。即，NDP帧包括一般PPDU格式的PLCP报头部分(即，STF、LTF、以及SIG字段)，然而其不包括剩余部分(即，数据字段)。NDP帧可以被称为短帧格式。
单用户(SU)帧/多用户(MU)帧
本发明提出一种用于使用在1GHz或者更少(例如，902～928MHz)的频率操作的WLAN系统在SU帧和MU帧中的每一个中构造SIG字段的方法。在SU-MIMO中可以使用SU帧，并且可以在MU-MIMO中可以使用MU帧。在下面的描述中，术语“帧”可以是数据帧或者NDP帧。
图14示例性地示出SU/MU帧格式。
参考图14，STF、LTF1、以及SIG-A(SIGNAL A)字段可以对应于全部部分，因为它们被发送到全部方向中的所有STA。如有必要，在数据传输的情况下波束形成或者预编译可以不被应用于STF、LTF1、以及SIG-A(SIGNAL A)字段。
同时，位于SIG-A字段后面的MU-STF、MU-LTF1、...、MU-LTF_NLTF、以及SIG-B(SIGNAL B)字段被用户特定地发送，并且在这样的传输之前波束形成或者预编译可以被应用于每个字段。MU部分可以包括如在图14的帧格式中所示的MU-STF、MU-LTF、SIG-B、以及数据字段。
在全部部分中，STF、LTF1、以及SIG-A中的每一个可以作为与每个子载波相关联的单个流被发送，如通过下面的等式1所表示。
[等式1]
[ x k ] N TX × 1 = [ Q k ] N TX × 1 d k
在等式1中，k是子载波(或者音)索引，xk是在子载波k发送的信号，并且NTX是Tx天线的数目。Qk是用于编码(例如，空间映射)在子载波(k)上发送的信号的列向量，并且dk是被输入到编码器的数据。在等式1中，时域的循环移位延迟(CSD)可以被应用于Qk。时域的CSD表示在频域上的相位旋转或者相位移位。因此，Qk可以包括在通过时域CSD引起的音(k)上的相位移位值。
在使用图14的帧格式的情况下，通过所有的STA可以接收STF、LTF1、以及SIG-A字段。每个STA可以通过基于STF和LTF1的信道估计对SIG-A字段解码。
SIG-A字段可以包括“长度/持续时间”信息、“信道带宽”信息、以及“空间流的数目”信息。SIG-A字段可以具有两个OFDM符号的长度。一个OFDM符号使用用于48个数据音的二进制相移键控(BPSK)调制，使得可以在一个OFDM符号上表示24比特信息。因此，SIG-A字段可以包括48比特信息。
下面的表3示出与SU情况和MU情况有关的SIG-A字段的示例性比特分配。
[表3]
SU MU
SU/MU指示 1 1
长度/持续时间 9 9
MCS 4
BW 2 2
聚合 1
STBC 1 1
编译 2 5
SGI 1 1
GID 6
Nsts 2 8
PAID 9
ACK指示 2 2
保留 3 3
CRC 4 4
尾部 6 6
总计 48 48
在表3中，SU/MU指示字段可以被用于在SU帧格式和MU帧格式之间区分。
长度/持续时间字段表示帧的OFDM符号(即，持续时间)或者帧的字节的数目(即，长度)。如果SU字段的聚合字段被设置为1的值，则长度/持续时间字段被解释为持续时间字段。相反地，如果聚合字段被设置为零(0)，则长度/持续时间字段被解释为长度字段。在MU帧中没有定义聚合字段，并且聚合字段始终被应用于MU字段，使得长度/持续时间字段被解释为持续时间字段。
MCS字段指示在PSDU传输中使用的调制和编译方案。在SU帧的情况下，通过SIG-A字段发送MCS字段。如果其他STA(其中的每一个也可以被称为与两个STA之间的传输/接收不直接相关联的第三方STA)被配置成接收SU帧，基于长度/持续时间字段的长度值和MCS字段的值两者能够计算当前接收到的SU帧(即，具有0的聚合字段的SU波形形成的帧)的持续时间。另一方面，在MU字段中，MCS字段没有被包含在SIG-A字段中，并且被包含在承载用户特定信息的SIG-B字段中，使得对于每个用户可以应用独立的MCS。
BW字段表示SU帧或者MU帧的信道带宽。例如，BW字段可以被设置为指示2MHz、4MHz、8MHz、16MH、以及8+8MHz中的一个的特定值。
聚合字段指示是否以聚合MPDU(即，A-MPDU)的形式聚合PSDU。如果聚合字段被设置为1，则这意指以A-MPDU的形式聚合PSDU并且然后被发送。如果聚合字段被设置为0，则这意指在没有聚合的情况下发送PSDU。在MU帧中，以A-MPDU的形式配置的PSDU始终被发送，聚合字段不需要用信号发送，使得PSDU没有被包含在SIG-A字段中。
空间时间块编译(STBC)字段指示是否STBC被应用于SU帧或者MU帧。
编译字段指示在SU帧或者MU帧中使用的编译方案。二进制卷积码(BCC)方案、低密度奇偶校验(LDPC)方案等可以被应用于SU帧。各个用户的独立的编译方案可以被应用于MU帧，使得由2个比特或者更多比特组成的编译字段可以被定义以支持独立的编译方案。
短保护间隔(SGI)字段指示是否短的GI被应用于SU帧或者MU帧的PSDU传输。在MU帧的情况下，如果SGI被应用于MU帧，则这意指SGI能够被共同地应用于被包含在MU-MIMO组中的所有用户。
GID字段表示MU帧的多用户(MU)组信息。在SU帧的情况下，不需要定义用户组，使得GID字段没有被包含在SIG-A字段中。
空间-时间流的数目(Nsts)的字段指示SU帧或者MU帧的空间流的数目。在MU帧的情况下，Nsts字段表示被包含在相应的MU组中的每个STA的空间流的数目，使得对于Nsts字段要求8个比特。更加详细地，最多4个用户可以被包含在一个MU组中并且最多的空间流可以被发送到每个用户，使得需要8个比特以正确地支持上述结构。
部分AID(PAID)字段可以表示被配置成标识在SU帧中使用的接收STA的STA的ID。上行链路(UL)帧中的PAID值是由基本服务集ID(BSSID)的一些部分组成。在下行链路(DL)帧中，三个PAID值可以是由STA的AID散列结果组成。例如，BSSID可以是48个比特长，AID可以是16个比特长，并且PAID可以是9个比特长。
另外，根据稍后要描述的PAID的新定义和使用，UL帧的PAID可以被设置为BSSID的一些部分的散列结果值，并且DL帧的PAID可以被设置为BSSID的一些部分的散列结果值。
表3的ACK指示字段指示在SU帧或者MU帧之后要发送的ACK信号的类型。例如，如果ACK指示字段被设置为00，则这意指正常的ACK。如果ACK指示字段被设置为01，则这意指块ACK。如果ACK指示字段被设置为10，则这意指无ACK。然而，ACK指示字段不限于三个ACK类型，并且根据相应帧属性也可以被分类成三个或者多个ACK类型。
另外，尽管在表3中未示出，但是SIG字段可以包括显式地指示是否相应的帧是DL帧或者DL帧的DL/UL指示字段(例如，1比特大小)。在SU帧中定义DL/UL指示字段。DL/UL指示字段在MU帧中没有被定义，并且始终被用作MU帧中的DL帧。可替选地，SIG字段可以进一步包括DL/UL指示字段，不论SU和MU帧的类型如何。
同时，在图14中示出的MU帧的SIG-B字段可以进一步包括用户特定信息。下面的表4示例性地示出被用作MU帧的SIG-B字段的组成元素的字段。另外，表1示例性地示出被应用于相应的带宽(BW)2、4、8、以及16MHz的PPDU的各种参数。
[表4]
在表4中，MCS字段可以指示以每个用户MU帧的形式发送的PPDU的MCS字段。
TAIL比特可以使编码器返回到零(0)状态。
CRC(循环冗余检验)字段可以被用于从被配置成接收MU帧的STA检测错误。
另一实施例的SIG字段比特分配
下面将会给出根据本发明的另一实施例的被应用于SU/MU帧的SIG字段。
表5示出另一实施例的SIG-A字段。
[表5]
SU MU
持续时间 9 9
BW 2 2
聚合 1
STBC 1 1
编译 2 5
SGI 1 1
GID 6 6
Nsts 2 8
PAID 9
ACK指示 2 2
保留 3 4
CRC 4 4
尾部 6 6
总计 48 48
与表3的SIG-A字段相比较，在表5中没有示出SU/MU指示比特。替代SU/MU指示比特，GID字段可以被用于在如在表5中所示的SU帧和MU帧之间区分。
GID字段被包含在SU帧和MU帧中。如果GID值被设置为0，则这意指相应的帧是在上行链路(例如，从STA到AP的链路)上发送的SU帧。如果GID值被设置为63，则这意指相应的帧是在下行链路(即，从AP到STA)发送的SU帧。如果从1～62之中选择GID值，则这意指相应的帧是MU帧。
在表5中示出的SIG-A比特分配的示例中，表3的长度/持续时间字段不限于在表5中示出的持续时间字段。在表3的示例中，如果聚合字段被设置为零(0)，则长度/持续时间字段具有长度值。然而，SIG-A字段可以被定义以始终具有如在表5的示例中所示的持续时间值。同时，对于聚合字段值被设置为零(0)的情况，长度值可以被包含在SIG-B字段中而不是SIG-A字段中。
在根据现有技术使用SU帧的情况下，如果SIG-A字段的聚合字段被设置为0，则长度/持续时间字段被用作长度字段，第三方STA需要对数据部分进行解码以便识别相应的帧的持续时间信息(更加详细地，持续时间信息被包含在数据部分的MAC报头中)。然而，如果持续时间字段被定义以被包含在如表5的示例中所示的帧的SIG-A字段中，则第三方STA不需要对帧的数据部分进行解码以便计算帧的PPDU传输时间。因为不需要解码帧的数据部分，所以没有必要识别相应的帧的MCS。因此，MCS值可以不被包含在与全部部分相对应的SIG-A中，并且可以被包含在包括特定信息的SIG-B中。因此，与表3的示例相比较表5的示例不包括MCS字段。
MU帧的SIG-B字段包括用户特定的信息，并且可以以如在表4中相同的方式定义。
不同于表4的示例，长度字段和MCS字段被包含在SU帧的SIG-B字段中。下面的表6示出根据本发明的另一示例的SU帧的SIG-B的比特分配。
[表6]
在表6中，MCS字段表示对于在PSDU传输中使用的调制和编译方案。
表6的长度字段表示PSDU的字节的数目，并且可以在0的聚合水平(即，SIG-A的聚合字段的值)的情况下使用。然而，长度字段的范围或者精神不限于此。即使聚合字段被设置为1，长度字段也可以被包含在SIG-B字段中。
在表6中，SIG-B比特分配的CRC字段可以以与在SIG-A(例如，表5)中相同的方式被定义为具有4个比特长。虽然在表4的示例中CRC字段是8个比特长，但是应注意的是，CRC字段可以被定义为具有4个比特长以便确保如在表6中的示例中所示的SIG-B的保留比特。
PAID的新定义和使用
PAID是STA的非唯一的标识符。如在表3或者表5中所示，PAID可以被包含在SU帧中。更加详细地，PAID可以被包含在以子-1GHz操作频率定义的SU帧中。PAID可以被限于9个比特长。
本发明的实施例提供用于使用PAID字段在DL帧和UL帧之间区分的方法。上述实施例能够被有效率地应用于DL/UL指示字段没有被包含在SIG字段中的情况。本发明的实施例能够定义用于使用PAID在DL帧和UL帧之间区分的方法，尽管DL/UL指示字段被包含在SIG字段中，使得上述实施例能够始终被有效率地利用。即，可以利用根据本发明的PAID指示和使用方法，不论DL/UL指示符的存在或者不存在。
如上所述，如果GID值被设置为0～63中的任意一个，则每个UL SU帧(即，其中所预期的接收器是AP的SU帧)和每个DL SU帧(即，其中所预期的接收器是STA的SU帧)可以被定义。同时，如果GID值被设置为1～62中的任意一个，则这意指MU帧。然而，如果GID字段不存在并且DL/UL指示字段不存在，则这意指不能够根据现有技术在SU帧的DL和UL之间进行区分。
为了解决上述问题，本发明提供一种用于使用PAID字段的值区分是否相应的帧是DL帧或者UL帧的方法。根据本发明的示例在表7中可以定义PAID字段的值。
[表7]
在表7的示例中，定义用于计算每个帧类型的PAID值的方法。
参考表7，可以如下地计算在STA将UL帧发送到AP的情况中的PAID值。
(1)从AP的BSSID中提取从第40比特到第48比特的9个比特。在这样的情况下，如果比特索引从比特0开始，则第40比特的位置对应于比特39，并且第48比特的位置对应于比特47。可替选地，如果比特索引从比特1开始，则第40比特的位置对应于比特40，并且第48比特的位置对应于比特48。为了方便描述和更好地理解本发明下面的示例假定比特索引从比特0开始，应注意的是，本发明的原理也可以被应用于比特索引从比特1开始的情况。
(2)9个被提取的比特被转换成十进制数。通过dec(A)可以表示到十进制数的转换，并且dec(A)是当A被转换成十进制数时获得的特定值。
(3)运算“mod(2^9-1)”被应用于被转换的十进制数。在此，“mod”是模运算，“X mod Y”是当X被除以Y时的余数，并且2^9＝29＝512，并且29-1＝511。因此，步骤(3)的结果值被设置为0至510中的一个。
(4)1的值被添加到模(2^9-1)运算的结果值，并且被添加的结果被设置为1至511中的一个，使得结果值是用作PAID的最终结果值。
通过下面的等式2可以表示上述步骤。
[等式2]
dec(BSSID[39：47])mod(29-1)+1
如等式2中所示计算PAID值的理由是为了防止PAID值成为零。PAID＝0被用于诸如多播/广播的其他使用。
在表7的示例中，在网状STA之间的帧传输中的PAID被计算如下。从充当对端的对方网状STA的BSSID的第40比特到第48比特中的9个比特被转换成十进制数，1的值被添加到mod(2^9-1)运算的结果值，并且被添加的结果被设置为1至511中的一个，使得结果值是充当PAID的最终结果值。即，虽然等式2被同等地应用于到网状STA的帧传输，但是根据UL帧的PAID计算方案AP可以被替换成网状STA的BSSID。
在AP将DL帧发送到STA的第一情况中和在直接路径上STA通过直接链路设定(DLS)/隧道直接链路设定(TDLS)链路发送帧的第二情况中，如下面的等式3中所示计算PAID。
[等式3]
(dec(AID[0:8])+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod29
在等式3中，XOR是异或运算。例如，通过等式3可以计算1XOR1＝0、0XOR 1＝1、1XOR 0＝1、以及0XOR 0＝0。
在DL帧或者DLS/TDLS帧的情况下，如等式3中所示BSSID和AID的部分信息被散列，使得被散列的结果值被用作PAID。更加详细地，从AID的第一比特位置到第九比特位置的9个比特被转换成十进制数(即，dec(AID[0:8]))。另外，当从BSSID的第45比特到第48比特的4个比特(即，BSSID[44:47])与从BSSID的第41比特到第44比特的4个比特(即，BSSID[40:43])被XOR运算时获得的结果值(即，BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])被转换成十进制数(即，dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43]))。在上述计算结果中，基于BSSID的XOR结果是4个比特长，并且被转换成十进制数。AID中的9个比特被转换成十进制数，25被乘以从BSSID获得的十进制结果值以便调节位数(其中25的乘法在概念上与5比特长度被添加到二进制数的情况相同)。因此，基于BSSID获得的结果被添加到从AID获得的结果。对被添加的结果执行mod 29运算，使得0～511中的一个可以被设置为PAID。
在表7中示出的术语“否则”意指通过AP发送到所有STA的广播/多播帧或者通过非关联的STA发送的帧被使用。在这样的情况下，PAID值被设置为零(0)。
如果根据如在表7中示出的预定条件计算PAID值，则AP仅将其中PAID值与0或者“dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1”相同的特定帧认为是该帧具有很高的可能性要被发送到AP的帧，并且然后解码PSDU。
另外，STA仅将其中PAID值与0或者dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod 29相同的特定帧认为是该帧具有很好的可能性要被发送到STA的帧，并且然后解码PSDU。
在这样的情况下，当AP将AID分配给STA时，优选的是，下述特定的AID可以不被分配给STA，通过该特定的AID通过被分配的AID计算的等式3的结果值被设置为零(0)。如果通过其等式3的计算结果被设置为零(0)的AID被分配给STA，则被发送到相应的STA的帧的PAID值被设置为0，使得所有其他STA认为相应的帧为多播/广播帧，不论相应的帧的接收器如何，并且从而尝试执行相应的帧的不必要的PSDU解码。因此，通过其等式3的结果值被设置为0以便区分当前帧与不必分配给STA的不同类型的帧。
另外，当AP将AID分配给STA时，优选的是，下述特定的AID可以不被分配给STA，通过该特定的AID，基于AP的BSSID的等式2的第一计算结果(即，dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1)与基于被分配给STA的AID和AP的BSSID的等式3的第二计算结果(即，dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod 29)相同。在以用于UL帧的PAID值(即，等式2的计算结果)与DL帧的PAID值(即，等式3的计算结果)相同的方式分配特定STA的AID的情况下，特定STA认为从其他STA发送到AP的UL帧是用于特定STA的DL帧，使得STA尝试执行相应的帧的不必要的PSDU解码。
另外，当重叠的BSS存在时，AP(即，与STA相关联的AP)可以考虑到构造OBSS的OBSS的AP的OBSS BSSID(即，在与STA相关联的AP的BSS的信道相同的信道处操作的BSS，并且可以重叠一些或者全部BSA)分配STA的AID。即，当AP将AID分配给STA时，下述特定的AID没有被分配给STA，通过该特定的AID，基于被分配给STA的AID和AP的BSSID的等式3的计算结果(即，((dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod 29)与基于OBSS的BSSID的等式2的计算结果(即，dec(OBSSBSSID[39:47])mod(29-1))+1)相同。(优选地，AP不应将AID指配给导致如使用等式3计算的PARTIAL_AID值的STA，其等于(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1或者(dec(重叠BSSID[39:47])mod(29-1))+1。)否则，STA认为从在OBSS中包含的STA发送到OBSS AP的所有OBSS UL帧是用于STA发送的DL帧，使得其尝试执行相应的帧的不必要的PSDU解码。
换言之，当AP将AID分配给STA时，当等式3(即，dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod29)被应用于要被分配的AID时获得的PAID值不应与(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1和(dec(OBSSBSSID[39:47])mod(29-1))+1中的每一个相同。即，不仅第一AID，通过其当(dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod29被应用于要被分配的AID值时获得的PAID值与(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1相同，而且第二AID通过其所获得的PAID值与(dec(OBSS BSSID[39:47])mod(29-1))+1相同，从要被分配的AID中排除，使得从剩余的AID之中选择的AID必须被分配给STA。
为了防止OBSS冲突问题出现，AP不得不识别OBSS AP的BSSID(即，OBSS BSSID)。然而，如果AP没有检测OBSS AP，则特定AID，通过其基于被分配给AP关联的STA的AID等式3的计算结果与基于OBSS BSSID的等式3的计算结果相同，也可以被分配给STA。在这样的情况下，STA可以请求AP将当前AID变成另一AID。
例如，假定通过其(dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XORBSSID[40:43])×25)mod 29的计算值与dec(OBSS BSSID[39:47])mod(29-1))+1相同的特定AID被分配给STA，则STA可以将AID重新指配请求帧发送给AP。如果AP接收AID重新指配请求帧并且AID重新指配请求帧的理由代码指示“部分AID冲突”，则AP不将相应的AID值指配给STA。AP可以将AID重新指配响应帧发送到相应的用户设备(UE)，使得其可以将新的AID分配给UE。在下面的“AID重新指配请求/响应”项目中将会给出本发明的详细示例。
如果考虑到上述情况使PAID能够被用于适当的用途，则当AP将AID分配给UE时，通过AID和BSSID的散列结果获得的DL帧PAID值(即，等式3的计算结果)不应重叠为诸如多播/广播类型的特定帧类型指定的PAID值(例如，零0)，并且不应重叠被发送到AP(即，被关联的AP)或者OBSS AP的UL帧的PAID值(即，等式2的计算结果)。另外，为了防止冲突产生，与上述三种情况相对应的AID没有作为每个STA的AID被分配，并且可以被用于单独的用法(例如，多播帧)。
另外，可以选择AP的PAID值作为特定范围的值之中的任意一个。在AP的PAID值的情况下，如在被发送到AP或者OBSS AP的UL帧中一样，通过AID和BSSID的散列结果获得的DL帧PAID值不应与为特定STA指定的PAID值相同。
根据表7的示例的附加实施例，要被用于特定类型的帧(例如，信标帧、探测响应帧等)的PAID值可以被预先指定，并且用于正常帧的PAID不可以被设置为用于特定类型的帧的预定值。在表8中示出关联的示例。
[表8]
如果如在表8的示例中所示PAID#1被分配给信标帧并且PAID#2被分配给探测响应帧，则AP必须将PAID(0、1、2)分配给DL帧并且必须将在UL帧中没有使用的AID分配给STA中的每一个。
为此，如在表8的示例中所示，为了防止UL帧(即，针对AP的帧)的PAID被设置为0、1或者2的值，如在下面的等式4中所示能够计算PAID。
[等式4]
dec(BSSID[39:47])mod(29-1-2)+1+2
等式4可以表示在表8的示例i中给出k＝2的情况。即，通过十进制数(即，dec([39:47]))表示从AP BSSID的第40比特到第48比特的9个比特，并且mod(29-1-2)运算被应用于结果的十进制数，使得获得0至508的值，3被添加到值0至508，结果是3至511。因此，3至511中的一个可以被用作UL帧的PADI值。
根据本发明的附加提议，使用从AP BSSID的第40比特位置到第48比特位置(即，[39:47])的9个比特的特定部分可以被替换成当从AP BSSID的第41比特位置到第48比特位置(即，[40:47])与二进制值1级联时获得的不同值。在这样的情况下，二进制值1的级联出现的比特位置可以表示与8个比特相对应的最低有效位(LSB)或者最高有效位(MSB)。
AID重新指配请求/响应
图15(a)示例性地示出AID重新指配请求帧格式的示例，并且图15(b)示例性地示出AID重新指配响应帧格式的示例。
参考图15(a)，种类字段可以被设置为指示与相应的帧相关联的种类的特定值。动作字段可以被设置为指示在上述种类字段中包含的管理操作中的哪一个与相应的帧相关联的特定值。
理由代码可以被设置为指示部分AID(PAID)冲突的特定值。当STA将AID重新指配请求帧发送给AP时，STA进一步发送关于通过STA检测到的所有OBSS AP的BSSID的部分BSSID信息，使得防止当AP重新指配用于相应的STA的AID时出现在STA和OBSS BSSID中的每一个之间的冲突。
“OBSS部分BSSID列表”字段可以包括OBSS BSSID之中的8个比特[40:47]。
响应于AID重新指配请求帧，AP可以将具有在图15(b)中所示的帧格式的AID重新指配响应帧发送到STA。
参考图15(b)，种类字段可以被设置为指示与相应的帧相关联的种类的特定值。动作字段可以被设置为指示在上述种类字段中包含的管理操作中的哪一个与相应的帧相关联的特定值。
新AID字段可以包括从AP重新分配给STA的AID。当AP分配新的AID时，必须以通过AID重新指配请求帧的OBSS部分BSSID列表已知的OBSS BSSID与基于新分配的AID计算的PAID值不冲突的方式分配新的AID。
AID激活偏移字段指示在到达实际使用最新分配的AID值的特定时间之前消耗的时间偏移。这样的时间偏移单位可以以信标间隔、DTIM信标间隔、或者时间单位为单位表示。TU可以以毫秒(μs)，例如，1024μs为单位配置。
占空比字段表示AID和具有AID的组的占空比，并且可以包括睡眠间隔或者停用持续时间。
SU字段的SIG-B字段的附加提议
在SU帧的情况下，用于解码相应的帧的所有信息可以被包含在SIG-A字段中，使得可以不再要求SIG-B字段。因此，根据其中在SU帧中没有发送SIG-B字段的特定通信方案可以配置SU帧格式。
然而，除了SIG-B字段之外的单独格式的定义可能不可避免地增加帧产生部分和帧接收/解码部分的处理负载，使得SU帧被构造成包括如在传统技术中的SIG-B，并且可以如下地构造SU帧的组成内容。SIG-B字段不需要包括实质的控制信息，使得用于减少峰均功率比(PAPR)的固定模式的序列被定义和重复，导致SIG-B字段的构造。
图16示例性地示出作为SIG-B字段可用的固定序列。
图16(a)示例性地示出作为2MHz PPDU的SIG-B字段可用的固定序列的示例。图16(b)示例性地示出作为4MHz PPDU的SIG-B字段可用的固定序列的示例。图16(c)示例性地示出作为8MHz/16MH/8+8MHz PPDU的SIG-B字段可用的固定序列的示例。
参考图16(a)，在使用2MHz带宽的PPDU的情况下，如在表4中所示通过26表示SIG-B字段的总比特长度，并且26个比特之中的6个比特被分配给TAIL比特。因此，固定序列的长度可以是20个比特长(即，B0至B19)。图16(a)的序列模式仅是示例性的，并且本发明的范围或者精神不限于此。
参考图16(b)，在使用4MHz带宽的PPDU的情况下，如在表4中所示通过27表示SIG-B字段的总比特长度，并且27个比特之中的6个比特被分配给TAIL比特。因此，固定序列的长度可以是21个比特长(即，B0至B20)。图16(b)的序列模式仅是示例性的，并且本发明的范围或者精神不限于此。
参考图16(c)，在使用8MHz/16MH/8+8MHz带宽的PPDU的情况下，如在表4中所示通过29表示SIG-B字段的总比特长度，并且29个比特之中的6个比特被分配给TAIL比特。因此，固定序列的长度可以是23个比特长(即，B0至B22)。图16(c)的序列模式仅是示例性的，并且本发明的范围或者精神不限于此。
图17是图示当图16的固定模式被发送给PPDU时在SIG-B字段中重复的方法的概念图。
在图17的2MHz PPDU的示例中，20个比特可以对应于图16(a)的固定序列模式。
在图17的4MHz PPDU示例中，21个比特可以对应于图16(b)的固定序列模式。在此，4MHz PPDU示例性地示出SIG-B字段(即，固定序列+TAIL)被重复超过一次(即，总共两次传输)。
在图17的7MHz PPDU示例中，23个比特可以对应于图16(c)的固定序列模式。在此，8MHz PPDU示例性地示出SIG-B字段(即，固定序列+TAIL)被重复三次以上(即，SIG-N字段被重复四次)。可以以通过SIG-B字段的重复获得的总长度被调节成预定长度的方式将1比特的填充比特添加到SIG-B字段。
在图17的16MHz PPDU示例中，23个比特可以对应于图16(c)的固定序列模式。在此，16MHz PPDU示例性地示出SIG-B字段(即，固定序列+TAIL)被重复三次以上(即，SIG-B字段被发送四次)并且添加填充的设置被重复一次以上(即，两次传输)。
图18是图示根据本发明的一个实施例的用于发送和接收帧的方法的流程图。
参考图18，STA可以在步骤S1810中如在本发明的示例中所示的基于AP的BSSID计算在被寻址到AP的帧(即，UL帧)中包含的PAID。例如，等式2的结果值(即，(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1)可以被包含在PAID字段中。因此，UL SU帧的PAID可以被设置为不是“0”的值(例如，1至511中的任意一个)。在这样的情况下，UL SU帧可以被定义为以子-1GHz操作频率带发送的帧。
在步骤S1820中，STA构造包括在步骤S1810计算的PAID值的PAID字段和包括通过表3所提议的各种字段的SIG-A字段，并且可以将根据包括其他字段的SU帧格式(例如，SU PPDU帧格式)构造的帧发送到AP。
在步骤S1830中，AP可以接收帧，并且可以确认帧的SIG-A字段的PAID字段。即，AP可以确定是否基于AP的BSSID计算PAID值。
在步骤S1840中，如果确定基于AP的BSSID计算(例如，根据等式2计算)步骤S1830的帧的PAID字段值，则AP可以执行PPDU帧的PSDU解码。
同时，AP可以在步骤S1850中计算要被包含在要被发送到STA的帧中的PAID值。可以基于被分配给STA的AID和AP的BSSID(例如，dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod29)两者计算被包含在要通过AP发送的帧中的PAID值。
在这样的情况下，必须以使用相应的AID值计算的PAID值与第一PAID和第二PAID中的每一个不相同的方式分配被分配给STA的AID值。
第一PAID可以是通过将模运算应用于当从AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置中的值被转换成十进制数时获得的结果值计算的特定值(即，(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1)。第二PAID可以是通过将模运算应用于当从OBSS的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置中的值被转换成十进制数时获得的结果值计算的特定值(即，(dec(OBSS BSSID[39:47])mod(29-1))+1)。
在步骤S1860中，AP构造包括在步骤S1850计算的PAID值的PAID字段和包括通过表3提出的各种字段的SIG-A字段，并且可以将根据包括其他字段的SU帧格式(例如，SU PPDU帧格式)构造的帧发送到STA。
在步骤S1870中，STA可以接收帧，并且可以确认帧的SIG-A字段的PAID字段。即，STA可以确定是否基于通过AP被分配给STA的AID和AP的BSSID计算PAID值。
在步骤S1880中，如果确定基于STA的AID和AP的BSSID计算(例如，根据等式3计算)步骤S1870的PAID字段值，则STA可以执行PPDU帧的PSDU解码。
在根据如在图18中所示的本发明的用于发送和接收帧的方法(具体地，PAID构造方法)中，独立地执行本发明的各种实施例或者同时执行本发明的两个或者多个实施例。
图19是图示根据本发明的一个实施例的射频(RF)设备的框图。
参考图19，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可以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，但是实施例可以以相同的方式应用于各种移动通信系统。

Claims (14)

1.一种用于在站(STA)处从无线通信系统的接入点(AP)接收帧的方法，所述方法包括：
确定是否基于通过所述AP分配给所述STA的关联ID(AID)和所述AP的基本服务集ID(BSSID)来计算所述帧的部分关联ID(部分AID)的值；以及
如果基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID来计算所述帧的部分AID的值，则解码所述帧，
其中，所述AID被分配使得基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从所述AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AID被分配使得所述部分AID值与第二PAID值不相同，所述第二PAID值是通过将模运算应用于通过将从重叠的BSS(OBSS)的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过(dec(BSSID[39:47])mod(29-1))+1来计算所述第一PAID值，
其中，BSSID是所述AP的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，通过(dec(OBSSBSSID[39:47])mod(29-1))+1来计算所述第二PAID值，
其中，OBSS BSSID是所述OBSS的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过dec(AID[0:8]+dec(BSSID[44:47]XOR BSSID[40:43])×25)mod29来计算基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID值，
其中，AID是被分配给所述STA的AID，BSSID是所述AP的BSSID，dec(A)是通过将A转换成十进制数获得的特定值，当通过比特0表示二进制数A的第一比特时A[b:c]是从A的比特B到比特C的比特，以及“mod”表示模运算。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AP是与所述STA相关联的AP。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述AID被分配使得基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID与零(0)不相同。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部分AID字段被包括在所述帧的信号A(SIG-A)字段中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述帧是单用户(SU)帧。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，以子-1GHz操作频率来定义所述帧。
11.一种用于在无线通信系统的接入点(AP)处将帧发送到站(STA)的方法，所述方法包括：
通过所述接入点(AP)基于被分配给所述STA的关联ID(AID)和所述AP的基本服务集ID(BSSID)来计算部分关联ID(部分AID)；以及
将包括被设置为与所述部分AID的计算结果相对应的特定值的部分AID字段的帧发送给所述STA，
其中，所述AID被分配使得基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从所述AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述AID被分配使得所述部分AID值与第二PAID值不相同，所述第二PAID值是通过将模运算应用于通过将从重叠的BSS(OBSS)的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
13.一种用于从无线通信系统的接入点(AP)接收帧的站(STA)装置包括：
收发器；以及
处理器，
其中，所述处理器确定是否基于通过所述AP分配给所述STA的关联ID(AID)和所述AP的基本服务集ID(BSSID)来计算所述帧的部分关联ID(部分AID)的值；以及如果基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID来计算所述帧的部分AID的值，则解码所述帧，
其中，所述AID被分配使得基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从所述AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
14.一种用于将帧发送到无线通信系统的站(STA)的接入点(AP)装置包括：
收发器；以及
处理器，
其中，所述处理器基于通过所述AP分配给所述STA的关联ID(AID)和所述AP的基本服务集ID(BSSID)来计算部分关联ID(部分AID)，以及将包括被设置为与所述部分AID的计算结果相对应的特定值的部分AID字段的帧发送给所述STA，
其中，所述AID被分配使得基于被分配给所述STA的AID和所述AP的BSSID计算的部分AID值与第一PAID值不相同，所述第一PAID值是通过将模运算应用于通过将从所述AP的BSSID的48个比特位置之中的第40比特位置到第48比特位置范围的值转换成十进制数获得的特定值来计算的。
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