CN105340350B

CN105340350B - 在无线lan系统中的信道接入方法及装置

Info

Publication number: CN105340350B
Application number: CN201480036900.XA
Authority: CN
Inventors: 郑良锡; 金柱英
Original assignee: KTFreetel Co Ltd
Current assignee: KTFreetel Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: WO2015002462A1; KR20150004293A; US10225860B2; US20160381702A1; KR102230640B1; CN105340350A

Abstract

本发明公开了一种在无线LAN系统中的信道接入方法及设备。所述信道接入控制方法包括：从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包含在其中连接中继设备的末端的信道接入被限制的受限接入间隔的信息；生成包含受限接入间隔的信息的中继信标帧；以及传输中继信标帧。因此，无线信道的利用率能够被改进。

Description

在无线LAN系统中的信道接入方法及装置

技术领域

本发明总体涉及在无线局域网(WLAN)系统中的信道接入技术，更加具体地，涉及一种包含中继装置的WLAN系统中通过末端(end terminal)控制信道接入的方法及装置。

背景技术

随着信息和通信技术的发展，已经研发出不同无线通信技术。在这些技术中，无线局域网(WLAN)代表基于射频(RF)技术而在利用移动终端的家庭、商务或者具体服务区域中允许无线接入英特网的技术，所述移动终端诸如个人数字助理(PDA)、便携式电脑、移动多媒体播放器(PMP)、智能电话、或者平板电脑。

用于WLAN技术的协议发展为电子电气工程师协会(IEEE)802.11协议。符合IEEE802.11a协议的WLAN技术基于正交频分多址(OFDM)机制而运行，并能够在5GHz频带上提供54Mbps的最大数据速率。符合IEEE 802.11b协议的WLAN技术基于直接序列扩频(DSSS)机制而运行，并能够在2.4GHz频带上提供11Mbps的最大数据速率。形成IEEE802.11g协议的WLAN技术基于OFDM或者DSSS机制而运行，并能够在2.4GHz频带上提供54Mbps的最大数据速率。

符合IEEE 802.11n协议的WLAN技术基于在2.4GHz频带以及5GHz频带上的OFDM机制而运行，并能够在使用多输入多输出OFDM(MINO-OFDM)机制时为4个空间流提供300Mbps的最大数据速率。符合IEEE 802.11n协议的WLAN技术可支持高达40MHz的信道带宽并在此情形下能够提供600Mbps的最大数据速率。

由于此类WLAN技术的普及已被激发并且利用WLAN应用的多样化，对于支持比现有WLAN技术更高吞吐量的新的WLAN技术的需求日益增加。非常高吞吐量(VHT)WLAN技术为建议支持1Gbps或者更高的数据处理速率的技术。在这些技术中，符合IEEE802.11ac协议的WLAN技术为在6GHz或者更低的频带中提供非常高吞吐量(VHT)的技术，并且符合IEEE802.11ad协议的WLAN技术为在60GHz频带中提供VHT的技术。

此外，用于不同WLAN技术的协议已被建立，并且技术正被研发。作为其典型，符合IEEE 802.11af协议的WLAN技术为定义为用于在TV白空间中WLAN运作的技术，符合IEEE802.11ah协议的WLAN技术为定义为支持以低功率运行大量终端的技术，以及符合IEEE802.11ai协议的WLAN技术为定义为用于在WLAN系统中快速初始链接设置(FILS)的技术。近来，在其中出现多个基站以及终端的拥塞环境中，旨在改进频率利用率的IEEE 802.11高效率WLAN(HEW)的协议化不断发展。

在基于WLAN技术的此类系统中，任意终端可运行为用于中继在主接入点和末端之间传输的数据的中继设备。由主接入点配置的主基础服务集(BSS)，以及由中继设备配置的中继BSS利用同样的信道。然而，由于属于各BSS的终端涉及不同的信标帧，通过属于中继BSS的终端而接入信道不受包含在主接入点传输的信标帧中的限制访问窗口(RAW)参数集(RPS)的限制。

发明内容

技术问题

本发明的一方面旨在解决上述问题，并提供通过在包含中继设备的WLAN系统中属于中继BSS的末端而控制信道接入的方法。

本发明的另一方面旨在解决上述问题，并提供通过在包含中继设备的WLAN系统中属于中继BSS的末端而控制信道接入的设备。

技术方案

根据本发明实施例的信道接入控制方法可实现上述目的，所述信道接入控制方法包括：从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包括与受限接入间隔有关的信息，在所述受限接入间隔期间连接中继设备的末端的信道接入被限制；生成包含与受限接入间隔有关的信息的中继信标帧；以及传输中继信标帧。

此处，与受限接入间隔有关的信息包括指示连接中继设备的末端的信道接入被限制的指示符、受限接入间隔的起始点、以及受限接入间隔的持续时间。

此处，与受限接入间隔有关的信息包含在限制访问窗口(RAW)参数集中。

此处，在受限接入间隔期间，中继设备传输数据至主接入点并从主接入点接收数据。

此处，在受限接入间隔期间，与主接入点关联的终端的信道接入受限制。

此处，在受限接入间隔期间，连接中继设备的末端的信道接入受限制。

根据本发明另一实施例的信道接入控制方法可实现上述目的，所述信道接入控制方法包括：从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包括与允许接入间隔有关的信息，在所述允许接入间隔期间连接中继设备的末端的信道接入被允许；生成包含与允许接入间隔有关的信息的中继信标帧；以及传输中继信标帧。

此处，与允许接入间隔有关的信息包括指示连接中继设备的末端的信道接入被允许的指示符、允许接入间隔的起始点、以及允许接入间隔的持续时间。

此处，与允许接入间隔有关的信息包含在限制访问窗口(RAW)参数集中。

此处，在允许接入间隔期间，中继设备传输数据至末端并从末端接收数据。

此处，在允许接入间隔期间，主接入点的信道接入受限制。

此处，在允许接入间隔期间，与主接入点关联的终端的信道接入受限制。

有益效果

根据本发明，主接入点可通过中继设备而扩展服务区域。终端通过中继设备可保证高质量链接，因此，使得数据能够以高速传输。也就是说，中继设备被使用，并且无线信道的利用率由此改进，并且终端占用的功率量可被降低。

进一步地，在包含中继设备的WLAN系统中，当用于属于主BSS的终端的信道接入间隔被分配时，通过属于中继BSS的终端的信道接入可在信道接入间隔期间被限制。通过这种方式，无线信道的利用率可被改进。

进一步地，用于在主接入点和中继设备之间数据的传输/接收的信道接入间隔可被分配，并且通过属于主BSS的终端以及属于中继BSS的终端的信道接入可在信道接入间隔期间被限制。相应地，中继设备的利用率可被改进。

进一步地，主接入点可为属于中继BSS的终端分配信道接入间隔。通过这种方式，无线信道的利用率可被改进。

附图说明

图1为显示用于执行根据本发明方法的站的实施例的框图；

图2为显示符合802.11的WLAN系统的配置的实施例的示意图；

图3为显示在中控型BSS中的终端关联过程的流程图；

图4为显示WLAN系统的中控型BSS的示意图；

图5为显示分层AID结构的实施例的框图；

图6为显示TIM信息元(IE)的结构的实施例的框图；

图7为显示基于块编码的TIM的结构的实施例的框图；

图8为显示数据传输/接收过程的实施例的流程图；

图9为显示包含中继设备的WLAN系统的示意图；

图10为显示中继设备的逻辑配置的框图；

图11为显示基于限制访问窗口(RAW)的调度方法的示意图；

图12为显示基于连续RAW的调度方法的示意图；

图13为显示根据本发明实施例的信道接入控制方法的流程图；

图14为显示根据本发明实施例的信道接入控制方法的示意图；

图15为显示包含在根据本发明实施例的主信标帧中RPS的配置的示意图；

图16为显示包含在根据本发明实施例的中继信标帧中RPS的配置的示意图；

图17为显示根据本发明另一实施例的信道接入控制方法的流程图；

图18为显示根据本发明另一实施例的信道接入控制方法的示意图；

图19为显示包含在根据本发明另一实施例的主信标帧中RPS的配置的示意图；

图20为显示包含在根据本发明进一步实施例的主信标帧中RPS的配置的示意图；以及

图21为显示包含在根据本发明另一实施例的中继信标帧中RPS的配置的示意图。

具体实施方式

本发明可作各种变形并可具有不同实施例，并且具体实施例将会参照附图做详细的介绍。

然而，应当理解的是，这些实施例并非旨在限制本发明为具体公开的形式而是包括了落入本发明精神和范围之内的所有的变型、等同物或者修饰。

诸如“第一”和“第二”的术语可用于描述不同的部件，但这些部件并非受限于这些术语。术语仅用于将一个部件与其它部件区分开。在不脱离基于本发明概念的范围的情形下，第一部件可按照类似的方式被指定为第二部件并且第二部件可被指定为第一部件。术语“和/或”包括多个相关项的组合或者多个相关项的任一个。

应当理解，指示第一部件“连接”或者“耦合”至第二部件的表述可包括第一部件利用插入其间的一些其它部件而被连接或者耦合至第二部件的情形，以及第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的情形。相反地，应当理解的是，指示第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的表述意味着第一和第二部件之间没有插入部件。

在本发明说明书中使用的术语仅用于描述具体实施例并非旨在限制本发明。单数表述包括了复数表述，除非在上下文中相反的说明被明确的指出。在本发明中，应当理解的是，诸如“包括”或者“具有”的术语仅旨在指示特征、数字、步骤、操作、部件、部分或者其组合的出现，而非意欲排除一个或者多个其它特征、数字、步骤、操作、部件、部分、和其组合将会出现或者附加的可能。

除非不同地定义，此处所用的包含技术或者科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域中普通技术人员通常理解的术语相同的含义。与常用字典中定义的那些相同的术语应解释为具有相关领域的上下文含义相同的含义，而非解释为理想的或者过度正式的含义，除非它们在本发明说明书中清楚地定义。

下文中，本发明的优选实施例将会参照附图描述。为了便于理解本发明下述描述中的本发明的全部部分，相同的附图标记用于指定附图中相同或者相似的元件，并且相同部件的重复描述将被省略。

本发明说明书中，站(STA)表示包含符合IEEE 802.11协议的媒体接入控制(MAC)以及用于无线媒介的物理层接口的任意功能媒介。站可划分为接入点(AP)站(STA)和非AP站。AP站可以简称为接入点(AP)，以及非AP站可以简称为终端。

“站(STA)”可包括处理器和无线电收发器，并可进一步包括用户接口，显示设备等。处理器表示设计为产生通过无线网络传输的帧或者处理通过无线网络接收的帧的单元，并可执行不同的功能以控制站(STA)。无线电收发器表示与处理器功能连接的单元并且设计为通过无线网络传输并且接收用于站(STA)的帧。

“接入点(AP)”可表示集中控制器、基站(BS)、无线接入站、节点B、演进型节点B、中继器、移动多跳中继-BS(MMR-BS)、基站收发系统(BTS)、站点控制器等，并且可包括其功能的部分或者全部。

“终端(即非AP)”可表示无线传输/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、用户终端(UT)、接入终端(AT)、移动站(MS)、移动终端、用户单元、用户站(SS)、无线设备、移动用户单元等，并且可包括其功能的部分或者全部。

此处，终端可表示能够通信的台式电脑、便携式电脑、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、移动多媒体播放器(PMP)、掌上游戏机、导航设备、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、数字音频存储器、数字音频播放器、数字图片存储器、数字图片播放器、数字视屏存储器、数字视屏播放器等。

图1为显示用于执行根据本发明的方法的站的实施例的框图。

参照图1，站10可包括至少一个处理器11、存储器12、以及与网络20相连并配置为执行通信的网络接口设备13。站10可进一步包括输入接口设备14、输出接口设备15、以及存储设备16。包含在站10中的部件可通过总线17彼此相连，并然后执行彼此的通信。

处理器11可执行存储在存储器12和/或存储设备16中的程序指令。处理器11可表示中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、或者用于执行根据本发明方法的执行处理器。存储器12和存储设备16的每一个可执行为易失存储介质和/或非易失存储介质。例如，存储器12可执行为仅读存储器(ROM)和/或随机访问存储器(RAM)。

本发明的实施例应用于符合IEEE 802.11协议的WLAN系统，并且还可应用于与符合IEEE 802.11协议的WLAN系统一样的其它通信系统。

例如，本发明的实施例可应用于诸如无线个域网(WPAN)、无线体域网(WBAN)、无线宽带网络(WiBro)、或者微波存储全球互通(Wimax)的移动互联网，诸如全球移动通信系统(GSM)或者码分多址接入(CDMA)的2代(2G)移动通信网络，诸如宽带码分多址接入(WCDMA)或者CDMA2000的3G移动通信网络，诸如高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分组接入(HSUPA)的3.5G移动通信网络，诸如长期演进(LTE)或者LTE-升级版的4G移动通信网络，或者5G移动通信网络。

图2为显示符合IEEE 802.11的WLAN系统的配置的实施例的示意图。

参照图2，符合IEEE 802.11的WLAN系统可包括至少一个基础服务集(BSS)。BSS表示彼此成功同步并能够彼此通信的站(STA 1，STA 2(AP 1)，STA 3，STA 4，STA 5(AP 2)，STA 6，STA 7，STA 8)的集合，其并非表示特定区域的概念。

BSS可划分为中控型BSS以及独立型BSS(IBSS)。此处，BSS 1和BSS 2表示中控型BSS以及BSS 3表示IBSS。

BSS 1可包括第一终端STA 1，用于提供分布服务的第一接入点STA 2(AP 1)，以及用于连接多址接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)彼此的分布系统(DS)。在BSS1中，第一接入点STA 2(AP 1)可管理第一终端STA 1。

BSS 2可包括第三终端STA 3，第四终端STA 4，用于提供分布服务的第二接入点STA 5(AP 2)，以及用于连接多址接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)彼此的分布系统(DS)。在BSS 2中，第二接入点STA 5(AP 2)可管理第三终端STA 3以及第四终端STA 4。

BSS 3表示以ad-hoc模式运行的IBSS。在BSS 3中，不存在用作集中管理实体的接入点。也就是说，在BSS 3中，终端STA 6、STA 7以及STA 8以分布方式管理。在BSS 3中，所有终端STA 6、STA 7以及STA 8表示移动终端，并且接入到分布系统(DS)不被许可，因此构成了自封闭式网络。

接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)可通过无线介质为连接到那儿的终端STA1、STA 3和STA 4提供至分布系统(DS)的接入。在BSS 1或者BSS 2中终端STA 1、STA 3以及STA4之间的通信通常通过接入点STA 2(AP 1)或者STA 5(AP 2)执行，但是当直接链路在其间建立时，终端STA 1、STA 3和STA 4之间的直接通信可被执行。

多个中控型BSS可通过分布系统(DS)而彼此连接。通过分布系统(DS)连接的多个BSS称为扩展服务集(ESS)。包含在ESS中的实体，即STA 1、STA 2(AP 1)、STA 3、STA 4以及STA 5(AP 2)能够彼此通信，并且在同一ESS中执行无缝通信的同时任意终端STA 1、STA 3或者STA 4可从单一BSS移动到另一BSS。

分布系统(DS)为用于允许一个接入点与另一接入点通信的机制。根据DS，接入点可为连接到在那管理的BSS的终端传输帧，或者可为已经移动到另一BSS的任意终端传输帧。进一步地，接入点可传输帧至外部网络或者从诸如有线网络的外部网络接收帧。只要其能够提供在IEEE 802.11协议定义的预定分布服务，此类DS不必是网络并且不限于其形式。例如，分布系统可以是诸如网状网络的无线网络，或者连接接入点至彼此的物理结构。

在中控型BSS中的每个终端(STA)可与接入点(AP)相关联。当与接入点关联时，终端(STA)可传输并接收数据。

图3为显示在中控型BSS中执行的终端关联过程的流程图。

参照图3，在中控型IBSS中执行的STA关联过程可主要划分为探测AP的步骤(探测步骤)，与探测到的AP的验证执行的步骤(验证步骤)，以及与验证已被执行的AP的关联步骤(关联步骤)。

终端(STA)利用被动扫描方法或者主动扫描方法可首先探测相邻AP。当使用被动扫描方法时，终端(STA)可通过监听(overhearing)从AP传输的信标而探测相邻AP。当使用主动扫描方法时，STA可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测相邻AP。

当检测到相邻AP时，STA可执行与每个检测到的AP的验证执行步骤。在此情形下，STA可执行与多个AP的验证执行步骤。符合IEEE 802.11协议的验证算法可划分为用于彼此交换两个验证帧的开放系统算法以及用于彼此交换四个验证帧的共享密钥算法。

基于符合IEEE 802.11协议的验证算法，STA可传输验证请求帧并从每个AP接收响应于验证请求帧的验证响应帧，从而完成与每个AP的验证。

当验证已被完成时，STA可执行与AP的关联步骤。在此情形下，STA可从已与其执行验证的AP中选择单个AP，并且可执行与选择AP的关联步骤。即，STA可传输关联请求帧至选择的AP，并从选择的AP接收响应于关联请求帧的关联响应帧，从而完成与选择AP的关联。

WLAN系统表示在其中符合IEEE 802.11协议的多个通信实体可在无线连接状态下彼此交换数据的局域网。

图4为显示WLAN系统的中控型BSS的示意图。

参照图4，中控型BSS可包括单个接入点(AP)和多个终端STA 1和STA 2。AP可按照广播的方式传输包含其为唯一标识符的服务集ID(SSID)的信标帧。该信标帧可提供与AP的出现以及关联有关的信息至与AP不关联的终端，并且可通知与AP关联的终端传输至特定终端的数据的出现。

与AP不关联的每个终端可利用被动扫描方法或者主动扫描方法探测AP，并可从探测到的AP获得关联信息。在被动扫描方法的情形中，终端可通过从AP接收信标帧而探测AP。在主动扫描方法的情形中，终端可通过传输探测请求帧以及从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测AP。

基于从信标帧或者探测响应帧获得的关联信息，与AP不关联的每个终端可尝试与特定AP执行验证。验证成功的终端可传输关联请求帧至相应的AP，以及已接收关联请求帧的AP可传输包含终端AID的关联响应帧至终端。通过上述过程，终端可与AP关联。

图5为显示分层AID结构的实施例的框图。

参照图5，在IEEE 802.11协议中，具有分层结构的AID可用于高效地管理多个终端。为单个终端分配的AID可包括寻呼ID、块索引、子块索引、以及终端索引(STA索引)。终端属于的组(即寻呼组、块组、或者子块组)可利用与个别字段相关的信息而被识别。

图6为显示传输指示图(TIM)信息元(IE)的结构的实施例框图。

参照图6，TIM IE可包括元素ID字段、长度字段、传输指示消息(DTIM)计数字段、DTIM周期字段、位图控制字段、以及部分虚拟位图字段。即，当待传输至终端的数据缓存在AP中时，TIM IE包括指示终端的AID相应的比特所需的信息，并且该信息可编码至位图控制字段以及部分虚拟位图字段中。

图7为显示基于块编码的TIM的结构的实施例的框图。

参照图7，在IEEE 802.11协议中，TIM可基于块编码。单个编码块可包括块控制字段、块偏移字段、块位图字段、以及至少一个子块字段。

块控制字段可表示TIM的编码模式。即，块控制字段可表示块位图模式、单个AID模式、偏移+长度+位图(OLB)模式、或者逆位图模式。块偏移字段可表示编码块的偏移。块位图字段可表示指示在其中AID比特被设置的子块位置的位图。子块位图字段可表示指示在子块中AID位置的位图。

图8为显示数据传输/接收过程的实施例的流程图。

参照图8，接入点(AP)可按照广播的方式传输包含TIM IE的信标帧。以节电模式运行的终端(STA)可在信标周期的间隔唤醒并可接收信标帧，在信标周期中DTIM计数变为0。终端(STA)配置为，当包含在接收的信标帧中TIM中对应其AID的比特被设置为“1”时，传输PS-轮询(PS-Pol l)帧至AP，从而通知AP终端(STA)准备接收数据。一旦接收到PS-轮询帧，AP可传输数据帧至相应的STA。

在WLAN系统中，通信实体(即接入点、终端等)基于载波检测多址接入(CSMA)/碰撞避免(CA)机制而共享无线信道并与其它实体竞争接入无线信道。首先，每个通信实体可在接入无线信道之前检测利用物理信道传感机制以及虚拟信道传感机制的无线信道的占用状态。

物理信道传感机制可通过信道传感实现，所述信道传感检测预定级别或者更高能量是否出现在无线信道中。当利用物理信道传感机制检测到预定级别或者更高的能量时，终端可确定无线信道被其它终端占用，并且因此可在等待随机退避期之后再次执行信道传感。同时，当利用物理信道传感机制检测到能量低于预定级别时，终端可确定无线信道处于空闲状态，以及然后可接入相应的无线信道并通过无线信道传输信号。

通过利用网络分配向量(NAV)计时器而设定预计信道占用时间，可实现虚拟信道传感机制。在WLAN系统中，一旦传输帧，通信实体可在帧头部的持续时间字段写入完成相应帧的传输所需的时间。当通过无线信道正常接收特定帧时，通信实体可基于接收帧头部的持续时间字段中的值而设定它自己的NAV计时器。当在NAV计时器期满之前接收新的帧时，通信实体可基于新接收到的帧头部的持续时间字段中的值而更新NAV计时器。当NAV计时器期满时，通信实体可确定无线信道的占用已被释放，而后可竞争接入无线信道。

通信实体可支持基于不同调制机制和不同信道编码速率的物理层的多种数据速率。总的来说，物理层高数据速率能够在短的无线信道占用时间期间传输大量的数据，但是需要高的信号质量。相反，物理层低数据速率使得即便在低信号质量下仍能够传输数据，但是需要相对长的无线信道占用时间。

由于无线信道的资源在通信实体之间共享，仅当特定通信实体占用无线信道占用无线信道的时间期间最大数量的数据被传输时，WLAN系统的整体容量可增加。即，当终端以物理层最高可能数据速率传输数据至AP以及从AP接收数据时，WLAN系统的整体容量可增加。当由于AP和终端之间的短距离，信号质量足够可靠时，物理层最高数据速率可实现。如果终端远离AP，物理层数据速率变低，因此导致了WLAN系统整体容量的降低。

在用于为位于大范围区域中多个传感器终端提供通信服务的WLAN系统中，可出现仅利用单个AP的信号输出，数据无法传输至全部区域的情形。即，可能出现不支持通信服务的传感器终端。同时，由于低功率传感器终端具有低信号输出，在其中WLAN系统能够传输上行数据的范围可能进一步缩小。

特别地，由于位于AP覆盖范围中的终端显示差的信号质量，终端以低的物理层数据速率执行与AP的通信。因此，WLAN系统的整体容量大幅降低。进一步地，当利用低的物理层数据速率时，为了传输相同数量的数据，低功率终端必须唤醒更长的时间，因此功耗增大。

图9为显示包括中继设备的WLAN系统的示意图。

参照图9，主接入点(主-AP：M-AP)，第一中继设备R1，第二中继设备R2，以及第五终端STA 5可构成主BSS。第一中继设备R1，第一终端STA 1，以及第二终端STA 2可构成第一中继BSS。第二中继设备R2，第三终端STA 3，以及第四终端STA 4可构成第二中继BSS。中继设备R1和R2可位于在主接入点(M-AP)与终端STA 1、STA 2、STA3以及STA 4之间的信号质量衰退的地方。第一中继设备R1可中继在主接入点(M-AP)与第一和第二终端STA 1以及STA 2之间传输的数据。第二中继设备R2可中继在主接入点(M-AP)与第三和第四终端STA 3以及STA4之间传输的数据。即，主接入点(M-AP)的物理区域可通过中继设备R1和R2扩展。

图10为显示中继设备的逻辑配置的框图。

参照图10，中继设备可包括用作主接入点(M-AP)的中继终端(R-STA)，以及用作用于扩展区域中的终端的接入点的中继接入点(R-AP)。

根据与正常终端一样的过程，中继终端(R-STA)可通过接收信标帧或者从主接入点(M-AP)传输的探测响应帧而探测主接入点(M-AP)。此后，中继终端(R-STA)可顺序地执行与探测的主接入点(M-AP)的验证过程以及与M-AP的关联过程。

中继终端(R-STA)可中继在主接入点(M-AP)与末端之间传输的数据。在此情形下，中继终端(R-STA)可中继利用4-地址字段传输的数据。所述4-地址字段包括指示数据最终目的地地址的目的地地址(DA)字段，指示产生数据地方的地址源地址(SA)字段，指示物理地传输包含数据的帧的通信实体的地址的发送器地址(TA)字段，以及指示物理地接收包含数据的帧的通信实体的地址的接收器地址(RA)字段。

例如，当期望通过中继设备传输数据至末端时，主接入点(M-AP)可如下配置并传输数据帧的头部地址字段。

-DA字段：末端的地址

-SA字段：主接入点(M-AP)的地址

-TA字段：主接入点(M-AP)的地址

-RA字段：中继设备的地址

中继终端(R-STA)可将从中继接入点(R-AP)接收的数据帧发送至主接入点(M-AP)，并可将从主接入点(M-AP)接收的数据帧发送至中继接入点(R-AP)。

当中继终端(R-STA)以及主接入点(M-AP)彼此关联并且获得传输路径时，中继接入点(M-AP)可周期地传输包含与主接入点(M-AP)的标识符相同的标识符(SSID)的信标帧。此外，中继接入点(R-AP)可响应于来自末端的探测请求帧而传输探测响应帧，响应于来自末端的验证请求帧而传输验证响应帧，以及响应于来自末端的关联请求帧而传输关联响应帧。即，中继接入点(R-AP)可执行与主接入点(M-AP)同样的功能。

位于中继设备附近的末端可连接至位于距末端比距主接入点(M-AP)更近的中继-AP(R-AP)，并可保证高信号质量，因此能够使得数据以高物理层数据速率传输。

中继接入点(R-AP)可生成包括指示符的信标帧并可传输生成的信标帧，所述指示符指示R-AP本身为用于中继在主接入点(M-AP)与末端之间传输的数据的通信实体。此类指示符可利用信标帧中的一个比特或者利用主接入点(M-AP)的地址字段而被定义。

中继接入点(R-AP)可按照与中继终端(R-STA)相同的方式利用4-地址字段而传输数据帧。可选地，当SA字段与TA字段相同时，中继接入点(M-AP)可利用3-地址字段(SA＝TA，RA以及DA)而传输数据帧。

在支持在大范围区域中接入多个终端的WLAN系统中，当多个终端接收DTIM信标时，为了接收数据，它们可在短时间周期强烈地竞争接入信道。在此情形下，由于信道接入的过度竞争，帧间碰撞频繁发生，由此帧重新传输的发生率以及退避次数增加，因此增加了终端的功耗。由此，无线信道利用率降低。通过采用在预定的时隙中允许或者限制特定终端接入信道的调度方法可解决该问题。

图11为显示基于限制访问窗口(RAW)的调度方法的示意图。

参照图11，AP可产生包括RAW参数集(RPS)信息的信标以用于终端的调度。RPS可包括相同组指示字段、周期RAW(PRAW)指示字段、寻呼ID字段、RAW起始AID字段、RAW结束AID字段、RAW起始时间字段、RAW持续时间字段、仅对被呼STA访问受限的字段、组/资源分配帧指示字段、探测RAW字段、空隙定义字段等。RPS可进一步包括隐藏节点检测RAW字段、隐藏节点报告RAW字段等。

AP可定义RAW的间隔为范围从RAW起始时间的RAW持续，并且可允许在寻呼ID中RAW起始AID与RAW结束AID之间的指定终端组接入信道。AP可划分RAW为基于空隙定义字段的多个时隙，并分配属于在相应RAW中指定的组的终端至各个时隙。

单个时隙可具有统一的长度，并且至少一个终端可被分配单个时隙。用于分配终端至时隙的方法可以在时隙定义字段中分别定义时隙或者允许终端遵照利用终端AID位置信息的预定规则由自身推断时隙的方式被执行。

图12为显示基于连续RAW的调度方法的示意图。

参照图12，AP可生成包括多个RPS的(即RPS 1和RPS 2)的信标。即AP可设置利用RPS 1和RPS 2的连续RAW。在此情形下，AP可利用包含在RPS 2中相同组指示字段指示RPS 2的终端组与之前RPS 1指定的终端组一致，并且可以通过此类相同组指示字段的方式生成在其中RAW起始AID、RAW结束AID等被省略的RPS 2。

组/资源分配帧指示字段可指示组/资源分配帧(即RA帧)将在RAW的起始时间被接收，所述组/资源分配帧指示各时隙分配信息。通过此类RAW设置机制的方式，AP可在RAW 1期间分配用于PS-轮询帧的传输的时隙至终端，以及可仅分配时隙至已传输PS-轮询帧的终端，从而实际数据可在RAW 2期间传输。

如上所述，当终端被调度以在特定时隙接入信道时，紧接信标帧被接收之后同时接入信道的终端被暂时的分布，因此信道接入竞争以及帧碰撞的问题可通过暂时分布的方式而缓解。

同时，由主接入点(M-AP)配置的主BSS以及由中继设备配置的中继BSS可使用相同的信道。然而，由于属于各BSS的终端参考的信标帧彼此不同，由连接到中继设备的终端的信道接入由于包含在从主接入点(M-AP)传输的信标帧中的RPS而不受限制。因此，在包含中继设备的WLAN系统中，仅利用包含在从主接入点(M-AP)传输的信标帧中的RPS，不能有效地控制连接至中继设备的终端的信道接入操作。

图13为显示根据本发明实施例的信道接入控制方法的流程图，以及图14为显示根据本发明实施例的信道接入控制方法的示意图。

参照图13和14，主接入点(M-AP)、中继设备R以及第一终端STA 1可构成M-BSS。中继设备R、第二终端STA 2以及第三终端STA 3可构成R-BSS。此处，中继设备R可表示诸如参照图10如上所述的中继设备。主接入点(M-AP)可生成主信标帧，该主信标帧包含在连接中继设备R的末端(即第二终端STA 2和第三终端STA 3)的信道访问受限期间与受限接入间隔有关的信息。所述受限接入间隔信息可包含在主信标帧的RPS中。进一步地，主接入点(M-AP)可设置多个受限接入间隔，其中信道接入可在每个受限接入间隔中独立地限制。主接入点(M-AP)可设置每个受限接入间隔，从而受限接入间隔在中继设备R传输中继信标帧后启动。

图15为显示包含在根据本发明实施例的主信标帧中的RPS的配置的示意图。

参照图15，RPS可包括R-BSS接入限制请求字段、相同组指示字段、PRAW指示字段、寻呼ID字段、RAW起始AID字段、RAW结束AID字段、RAW起始时间字段、RAW持续时间字段、仅对被呼STA访问受限的字段、组/资源分配帧指示字段、探测RAW字段、空隙定义字段等。

R-BSS接入限制请求字段可表示在与中继设备R连接的末端的信道访问被限制期间与受限接入间隔有关的信息。即，R-BSS接入限制请求字段可表示指示连接中继设备R的末端的信道接入被限制的指示符。

回顾图13和14，主接入点(M-AP)可周期地传输主信标帧(S100)。第一终端STA1可从主接入点(M-AP)接收主信标帧，并且可在包含在主信标帧中的RPS指示的间隔期间无法接入信道。同时，一旦从主接入点(M-AP)接收主信标帧，中继设备R可基于包含在主信标帧中的RPS生成中继信标帧。即，当与受限接入间隔有关的信息被包含在主信标帧的RPS中时，中继设备R可生成RPS并可产生包含生成的RPS的中继信标帧，该RPS包含指示与其连接的末端的信道接入被限制的指示符，受限接入间隔的起始点，以及受限接入间隔的持续时间。此处，指示末端的信道接入被限制的指示符可基于图15中所示的R-BSS接入限制请求字段而被设置。受限接入间隔的起始点可基于图15中所示的RAW起始时间字段而被设置，以及受限接入间隔的持续时间可基于图15中所示的RAW持续时间字段而被设置。

图16为显示包含在根据本发明实施例的中继信标帧中的RPS配置的示意图。

参照图16，RPS可包括R-BSS接入限制请求字段、RAW起始时间字段、以及RAW持续时间字段。R-BSS接入限制请求字段可表示指示连接中继设备R的末端的信道接入被限制的指示符，RAW起始时间字段可表示受限接入间隔的起始点，以及RAW持续时间字段可表示受限接入间隔的持续时间。

回顾图13和14，中继设备R可传输中继信标帧(S110)。此处，中继设备R可紧接在其接收主信标帧之后传输中继信标帧。属于R-BSS的第二终端STA 2以及第三终端STA3可接收中继信标帧，并当受限接入间隔信息被包含在中继信标帧的RPS中时，在由受限接入间隔信息(即，指示连接中继设备R的末端的信道接入被限制的指示符、受限接入间隔的起始点、以及受限接入间隔的持续时间等)指示的间隔期间无法接入信道。

同时，中继设备R可在受限接入间隔期间传输数据至主接入点(M-AP)或者从主接入点(M-AP)接收数据。例如，中继设备R可传输PS-轮询帧至主接入点(M-AP)(S120)。当接收到PS-轮询帧时，主接入点(M-AP)可传输数据帧至中继设备R(S130)。当数据帧被成功接收时，中继设备可传输ACK帧至主接入点(M-AP)作为其的响应(S140)。当缓存数据时，中继设备R可传输相应的数据帧至主接入点(M-AP)(S150)。当数据帧被成功接收时，主接入点(M-AP)可传输ACK帧至中继设备R，作为其响应(S160)。

当受限接入间隔结束时，属于M-BSS的通信实体以及属于R-BSS的通信实体可彼此传输以及接收数据。例如，第二终端STA 2可传输PS-轮询帧至中继设备R(S170)。当PS-轮询帧被接收时，中继设备R可传输数据帧至第二终端STA 2(S180)。当数据帧被成功接收时，第二终端STA 2可传输ACK帧至中继设备R，作为其响应(S190)。当缓存数据时，第三终端STA 3可传输相应数据帧至中继设备R(S200)。当数据帧被成功接收时，中继设备R可传输ACK帧至第三终端STA 3，作为其响应(S210)。

图17为显示根据本发明另一实施例的信道接入控制方法的流程图，以及图18为显示根据本发明其它实施例的信道接入控制方法的示意图。

参照图17和18，主接入点(M-AP)、中继设备R和第一终端STA 1可构成M-BSS。中继设备R、第二终端STA 2以及第三终端STA 3可构成R-BSS。此处，中继设备R可表示结合图10所述的中继设备。主接入点(M-AP)可生成主信标帧，该主信标帧包含连接中继设备R的末端(即第二终端STA 2和第三终端STA 3)的信道接入被允许期间与允许接入间隔有关的信息。允许接入间隔信息可包含在主信标帧的RPS中。主接入点(M-AP)可设置允许接入间隔，从而允许接入间隔在中继设备R传输中继信标帧后启动。

图19为显示包含在根据本发明另一实施例的主信标帧中的RPS配置的示意图。

参照图19，RPS可包含R-BSS接入允许请求字段、相同组指示字段、PRAW指示字段、寻呼ID字段、RAW起始AID字段、RAW结束AID字段、RAW起始时间字段、RAW持续时间字段、仅对被呼STA访问受限的字段、组/资源分配帧指示字段、探测RAW字段、空隙定义字段等。

R-BSS接入允许请求字段可表示连接中继设备R的末端的信道接入被允许期间与允许接入间隔有关的信息。即，R-BSS接入允许请求字段可表示指示连接中继设备R的末端的信道接入被允许的指示符。

同时，当多个中继设备出现在M-BSS中时，主接入点(M-AP)可控制属于特定R-BSS的末端的信道接入。即，主接入点(M-AP)可生成主信标帧，该主信标帧包含在与特定中继设备连接的末端的信道接入被允许期间与允许接入间隔有关的信息。

图20为显示包含在根据本发明的进一步实施例主信标帧中RPS配置的示意图。

参见图20，RPS可包含R-BSS接入允许请求字段、相同组指示字段、PRAW指示字段、寻呼ID字段、RAW起始AID(中继AID)字段、RAW结束AID(中继AID)字段、RAW起始时间字段、RAW持续时间字段、仅对被呼STA访问受限的字段、组/资源分配帧指示字段、探测RAW字段、空隙定义字段等。

R-BSS接入允许请求字段可表示指示连接中继设备R的末端的信道接入被允许的指示符。寻呼ID字段、RAW起始AID(中继AID)字段以及RAW结束AID(中继AID)字段可表示在其中在允许接入间隔期间信道接入被允许的特定R-BSS。空隙定义字段可表示在时隙基础上为每个R-BSS映射的允许接入间隔。

回顾图17和18，主接入点(M-AP)可周期地传输主信标帧(S300)。第一终端STA1可从主接入点(M-AP)接收主信标帧以及可在包含在主信标帧中RPS指示的间隔期间无法接入信道。同时，当从主接入点(M-AP)接收主信标帧时，中继设备R可基于包含在主信标帧中的RPS而生成中继信标帧。即当与允许接入间隔有关的信息被包含在主信标帧中的RPS中时，中继设备R可生成RPS并可生成包括生成的RPS的中继信标帧，RPS包括指示与连接至那儿的末端的信道接入被允许的指示符、允许接入间隔的起始点、以及允许接入间隔的持续时间。此处，指示末端的信道接入被允许的指示符可基于图19或20所示的R-BSS接入允许请求字段而被设置。允许接入间隔的起始点可基于图19或20所示的RAW起始时间字段而被设置，以及允许接入间隔的持续时间可基于图19或20所示的RAW持续时间字段而被设置。

同时，当主信标帧的RPS指示属于特定R-BSS的末端的接入被允许时(即R-BSS通过图20中所示的寻呼ID字段、RAW起始AID(中继AID)字段以及RAW结束AID(中继AID)字段所指示)，构成特定R-BSS的中继设备可传输包含与允许接入间隔有关的信息的中继信标帧，但是构成除了特定R-BSS之外的R-BSS的中继设备无法传输包含与允许接入间隔有关信息的中继信标帧。即，构成除了特定R-BSS之外的R-BSS的中继设备可在允许接入间隔期间通过与其连接的末端而限制信道接入。

图21为显示包含在根据本发明另一实施例的中继信标帧中的RPS配置的示意图。

参照图21，RPS可包含R-BSS接入允许请求字段、RAW起始时间字段以及RAW持续时间字段。R-BSS接入允许请求字段可表示指示连接中继设备R的末端的信道接入被允许的指示符，RAW起始时间字段可表示允许接入间隔的起始点，以及RAW持续时间字段可表示允许接入间隔的持续时间。

回顾图17和18，中继设备R可传输中继信标帧(S310)。此处，中继设备R可紧接在接收主信标帧之后传输中继信标帧。同时，属于M-BSS的通信实体可在除了允许接入间隔之外的间隔期间传输和接收数据。例如，第一终端STA 1可传输PS-轮询帧至主接入点(M-AP)(S320)。当接收PS-轮询帧时，主接入点(M-AP)可传输数据帧至第一终端STA 1(S330)。当数据帧被成功接收时，第一终端STA 1可传输ACK帧至主接入点(M-AP)，作为其响应(S340)。此外，中继设备R可传输PS-轮询帧至主接入点(M-AP)(S350)。当PS-轮询帧被接收时，主接入点(M-AP)可传输数据帧至中继设备R(S360)。当数据帧被成功接收时，中继设备R可传输ACK帧至主接入点(M-AP)，作为其响应(S370)。

同时，当允许接入间隔信息(即指示连接中继设备R的末端的信道接入被允许的指示符，允许接入间隔的起始点以及允许接入间隔的持续时间等)被包含在中继信标帧的RPS中时，属于R-BSS的第二终端STA 2以及第三终端STA 3可在允许接入间隔指示的间隔期间接入信道并可接收中继信标帧。

例如，第二终端STA 2可在允许接入间隔期间传输PS-轮询帧至中继设备R(S380)。当PS-轮询帧被接收时，中继设备R可传输数据帧至第二终端STA 2(S390)。当数据帧被成功接收时，第二终端STA 2可传输ACK帧至中继设备R，作为其响应(S400)。当存在缓存数据时，第三终端STA 3可传输相应的数据帧至中继设备R(S410)。当数据帧被成功接收时，中继设备R可传输ACK帧至第三终端STA 3，作为其响应(S420)。

本发明的实施例可以以程序指令的形式实现，该程序指令可通过不同类型的计算机设备执行，并可存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可单独包括程序指令、数据文件、以及数据结构，或者包括它们的组合。存储在计算机可读介质上的程序指令可专门设计并配置用于本发明的实施例，或者为具有计算机软件领域的普通知识的人员所知或者可得到。

计算机可读存储介质的示例包括专门配置为存储和执行程序指令的所有类型的硬件设备，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及闪存。硬件设备可配置为运行按顺序执行根据本发明实施例的操作的一个或者多个软件模块，反之亦然。程序指令的示例包括机器语言代码，例如编译器创建的代码，以及利用注释器或者类似物的通过计算机执行的高级语言代码。

尽管结合实施例介绍了本发明，本领域技术人员将会理解在不脱离如附随权利要求书所公开本发明的精神和范围的前提下，本发明可做出各种形式的调整和修饰。

Claims

1.一种信道接入控制方法，其通过用于中继在主接入点和末端之间传输的数据的中继设备所执行，所述方法包括：

从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包括与受限接入间隔有关的信息，在受限接入间隔期间连接中继设备的末端的信道接入被限制；

基于主信标帧生成中继信标帧；

且主信标帧与中继信标帧不同，并且

生成包含与受限接入间隔有关的信息的中继信标帧；以及

传输中继信标帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其中与受限接入间隔有关的信息包括指示连接中继设备的末端的信道接入被限制的指示符、受限接入间隔的起始点、以及受限接入间隔的持续时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中与受限接入间隔有关的信息包含在限制访问窗口(RAW)参数集中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，中继设备传输数据至主接入点并从主接入点接收数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，与主接入点关联的终端的信道接入受限制。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，连接中继设备的末端的信道接入受限制。