CN111757425B - 在无线网络中进行同步独立信道接入的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方式提供了在无线网络中进行同步独立信道接入的系统和方法。同步独立信道接入可以由具有多个收发器的无线站来执行,以通过多个无线频带同时进行通信。无线站可以无线地连接至无线接入点以在传输机会期间接入第一主无线频带,并且可以在没有接收到传输机会的情况下在第二主无线频带上使用提早接入。使通过不同主信道的数据帧的发送和接收同步,以防止或减轻信道间干扰。根据一些实施方式,例如,使用回退过程和/或填充来使信道同步,以使发送和接收的数据帧的结束时间对齐。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求提交日为2019年4月26日、代理案号为251359-8674的临时专利申请序列号62/838,976,以及提交日为2019年3月28日、代理案号为251359-8654的临时专利申请序列号62/825,074的申请的权益和优先权,它们的全部内容均通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实施方式总体上涉及无线通信领域。更具体地,本发明的实施方式涉及在无线网络中进行独立信道接入(independent channel access)的系统和方法。
背景技术
现代电子装置通常使用Wi-Fi无线地与其它电子装置发送和接收数据,并且这些装置中的多个装置是包括能够在不同的频带(例如,2.4GHz和5GHz)下工作的至少两个无线收发器的“双频带”装置。在大多数情况下,无线装置通过一次仅单频带来进行通信。例如,较旧且低功率的装置(例如,电池供电的装置)通常工作于2.4GHz频带。较新的装置以及需要更大带宽的装置通常工作于5GHz频带。
然而,在一些情况下,使用单频带可能无法满足某些装置的带宽需求。因此,一些正在发展的无线通信方法通过同时工作于多个频带(链路聚合)来增加通信带宽,并且可以例如基于当前的网络流量来控制哪个或哪些无线装置可以使用多个频带。
在完成帧交换序列之后,无线站(STA:wireless station)通常在从其获得TXOP的主信道上执行增强分布式信道接入功能(EDCAF:enhanced distributed channel accessfunction),并且调用增强分布式信道接入(EDCA:enhanced distributed channelaccess)回退(back-off)过程。在使用TXOP的提早接入(early access)的另一主信道上执行的EDCAF通常会恢复EDCA回退过程(例如,继续先前的回退计数器)。然而,使用该方法,EHT STA通常比传统的STA具有更高的信道接入概率。因此,需要一种链路聚合信道接入的方法,该方法确定EDCA信道接入的回退过程,从而改善信道接入和回退过程的公平性,以使传统的装置也有机会使用链路聚合来发送数据。
发明内容
因此,本发明的实施方式提供了一种使用增强回退过程和/或填充来进行同步独立信道接入的方法和设备,以有利地改善多信道通信的性能和效率并且改善传统装置的传输机会。
本发明的实施方式提供了在无线网络中进行同步独立信道接入的系统和方法。可以由具有多个收发器的无线站执行同步独立信道接入,以通过多个无线频带同时进行通信。无线站可以无线地连接至无线接入点以在传输机会期间接入第一主无线频带,并且可以在没有接收到传输机会的情况下在第二主无线频带上使用提早接入。使通过不同主信道的数据帧的发送和接收同步,以防止或减轻信道间干扰。根据一些实施方式,例如,使用回退过程和填充来使信道同步,以使发送和接收的数据帧的结束时间对齐。
根据一个实施方式,公开了一种进行同步独立信道接入的方法。所述方法包括以下步骤:在所述第一主无线信道和第二主无线信道上执行独立的增强分布式信道接入功能(EDCA:enhanced distributed channel access function)信道接入;编码用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元(MPDU:MAC protocol data unit);编码用于在所述第二主无线信道上传输的第二MPDU,在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU;以及与在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MPDU。
根据一些实施方式,所述方法还包括以下步骤:执行载波侦听以确定所述第二主无线信道是否空闲;并且在所述第二主无线信道空闲时,使用提早接入来接入所述第二主无线信道。
根据一些实施方式,执行载波侦听的步骤包括执行物理载波侦听和虚拟载波侦听。
根据一些实施方式,所述方法还包括以下步骤:在所述第一主无线信道上执行第一回退过程并且在所述第二主无线信道上执行第二回退过程,以使在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU和在所述第二主无线信道上发送所述第二MPDU同步。
根据一些实施方式,所述第一回退过程包括基于先前的回退计数器的补偿因子。
根据一些实施方式,所述第一回退过程包括随机选择的值。
根据一些实施方式,所述方法还包括以下步骤:暂停所述第一主无线信道上的传输以获得TXOP。
根据一些实施方式,所述第一主无线信道包括6GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括5GHz无线信道。
根据本发明的一些实施方式,所述第一主无线信道包括6GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括6GHz无线信道。
根据一些实施方式,所述第一主无线信道包括5GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括2.4GHz无线信道。
根据不同的实施方式,公开了一种与无线网络的无线接入点(AP:access point)执行协作多频带操作的双频带装置。所述装置包括:第一收发器,所述第一收发器被配置成通过第一主无线频带通信;第二收发器,所述第二收发器被配置成通过第二主无线频带通信,其中,所述第一收发器和所述第二收发器可操作为同时通信;协作管理单元,所述协作管理单元被配置成与所述第一收发器和所述第二收发器交换用于对所述第一收发器和所述第二收发器的同时通信进行管理的数据;以及处理器。所述处理器可操作为在所述第一主无线信道和第二主无线信道上执行独立的增强分布式信道接入功能(EDCA)信道接入;编码用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元(MPDU);以及编码用于在所述第二主无线信道上传输的第二MPDU。所述第一收发器和第二收发器可操作为:在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU;以及与在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MPDU,以使所述第一MPDU的结束时间与所述第二MPDU的结束时间对齐。
根据一些实施方式,所述处理器还可操作为执行载波侦听以确定所述第二主无线信道是否空闲;并且在所述第二主无线信道空闲时,使用提早接入来接入所述第二主无线信道。
根据一些实施方式,所述载波侦听包括执行物理载波侦听和虚拟载波侦听。
根据一些实施方式,所述处理器还可操作为在所述第一主无线信道上执行第一回退过程并且在所述第二主无线信道上执行第二回退过程,以使在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU和在所述第二主无线信道上发送所述第二MPDU同步。
根据一些实施方式,所述第一回退过程包括基于先前的回退计数器的补偿因子。
根据一些实施方式,所述第一回退过程包括随机选择的值。
根据一些实施方式,所述处理器还可操作为暂停所述第一主无线信道上的传输以获得TXOP。
根据一些实施方式,所述第一主无线信道包括6GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括5GHz无线信道。
根据一些实施方式,所述第一主无线信道包括6GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括6GHz无线信道。
根据另一实施方式,公开了一种嵌入有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质,该程序指令在由装置的一个或更多个处理器执行时,使所述装置执行用于执行同步独立信道接入的处理。所述方法包括以下步骤:在所述第一主无线信道和第二主无线信道上执行独立的增强分布式信道接入功能(EDCA)信道接入;编码用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元(MPDU);在所述第二主无线信道空闲时,使用提早接入来接入所述第二主无线信道;编码用于在所述第二主无线信道上传输的第二MPDU,在所述第一主无线信道上发送所述第一MPDU;以及与发送所述第一MPDU同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MPDU,其中,所述第一MPDU的结束时间与所述第二MPDU的结束时间对齐。
附图说明
被并入并形成本说明书的一部分的附图例示了本发明的实施方式并与本描述一起用于说明本发明的原理:
图1是根据本发明的实施方式描绘的包括多频带协作无线接入点(AP)和多频带协作无线站(STA)的示例性无线通信系统或网络的框图。
图2是根据本发明的实施方式的在使用5GHz频带和2.4GHz频带的无线通信装置之间的示例性多频带无线传输的传输时序图。
图3是根据本发明的实施方式的在执行回退过程之后独立地在多个链路中执行信道接入的示例性STA的传输时序图。
图4是根据本发明的实施方式描绘的示例性STA在点协调功能(PCF:pointcoordination function)帧间空间时段期间执行载波侦听以避免装置间干扰的传输时序图。
图5是根据本发明的实施方式描绘的已经获得2.4GHz链路上的TXOP的示例性STA使用2.4GHz链路和5GHz链路二者来发送请求发送(RTS:request-to-send)帧的传输时序图。
图6是根据本发明的实施方式描绘的STA同时在2.4GHz和5GHz频带上发送根据同一流量标识符的两个传输序列Seq1和Seq2的数据帧的传输时序图,其中,正在进行的帧处于无块ACK协议之下。
图7是根据本发明的实施方式的当正在进行的帧未处于块ACK协议之下时,STA选择具有与该正在进行的帧不同的流量标识符的调度帧的传输时序图。
图8是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的回退过程的传输时序图。
图9是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的对在前回退计数器进行恢复的回退过程的传输时序图。
图10是描绘根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的在多个信道上执行的回退过程的传输时序图。
图11是描绘根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的使用随机回退计数器执行的回退过程的传输时序图。
图12是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的基于物理CS和虚拟CS执行的回退过程的传输时序图。
图13是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的使用随机回退计数器执行的回退过程的传输时序图。
图14是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的回退过程以及使用填充来调节PPDU长度以使接收方STA的所有信道上的发送和接收定时同步的传输时序图。
图15是根据本发明的实施方式描绘的同步独立信道接入的通过暂停EDCA回退过程直到不同的频带/信道上的正在进行的TXOP结束来执行的回退过程的传输时序图。
图16是根据本发明的实施方式描绘的在传输错误之后执行的回退过程的传输时序图。
图17是根据本发明的实施方式描绘的在多个频带上的传输错误之后执行的回退过程的传输时序图。
图18是根据本发明的实施方式描绘的在单频带上的传输错误之后执行的回退过程的传输时序图。
图19是根据本发明的实施方式描绘的在单频带上的传输错误之后执行的回退过程以及PIFS恢复过程的传输时序图。
图20是根据本发明的实施方式描绘的用于执行同步独立信道接入的计算机实现的步骤的示例性序列的流程图。
图21是描绘可以实现本发明的实施方式的示例性计算机系统平台的框图。
具体实施方式
下面,对多个实施方式进行详细说明。虽然将结合另选实施方式描述本主题,但应当理解,它们并非旨在将要求保护的主题限制于这些实施方式。与此相反,所要求保护的主题旨在覆盖可以包括在如所附权利要求限定的要求保护的主题的精神和范围内的另选例、修改例以及等同物。
而且,在下面的详细描述中,阐述了多个具体细节,以便提供对要求保护的主题的详尽理解。然而,本领域技术人员应认识到,可以在不需要这些具体细节的情况下或者利用其等同物来实践实施方式。在其它情况下,公知的方法、过程、组件以及电路未被详细描述,以免不必要地模糊本主题的各个方面和特征。
下面在方法的层面呈现和讨论这些详细描述的一部分。尽管在本文中描述该方法的操作的图(例如,图20)中公开了其步骤及顺序,但是这些步骤和顺序是示例性的。实施方式也适于执行各种其它步骤或者本文附图的流程图中陈述的步骤的变型,并且采用除了本文描绘和描述的顺序之外的其它顺序。
以过程、步骤、逻辑块、处理以及可以在计算机存储器上执行的有关数据比特的操作的其它符号表示的形式,来呈现详细描述的一些部分。这些描述和表示是数据处理领域的技术人员所使用的手段,以向本领域其它技术人员最有效地传达其工作的实质。过程、计算机执行的步骤、逻辑块、处理等在此并且通常被设想成为导致期望结果的前后一致的步骤或指令序列。这些步骤是需要对物理量进行物理性操纵的那些步骤。通常地,尽管不是必要的,但是这些量采取电信号或磁信号的形式,这些电信号或磁信号能够被存储、传递、组合、比较以及以其它方式在计算机系统中进行操纵。有时主要出于通用的原因,已经证明将这些信号称为比特、值、要素、符号、字符、术语、数字等是方便的。
然而,应当记住,所有这些术语和类似术语都要与恰当的物理量相关联,并且仅是应用至这些量的方便标记。除非从以下讨论中明确说明,否则应意识到,贯穿全文,利用诸如“接入”、“写入”、“协调”、“存储”、“发送”、“关联”、“标识”、“编码”等的术语的讨论是指计算机系统或者类似电子计算装置的动作和处理,其操纵表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据并将该数据变换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或者其它这种信息存储装置、传输装置或显示装置内的物理量的其它数据。
EHT多链路聚合
如本文所使用的,术语“EHT”可以指被称为极高吞吐量(EHT:Extremely HighThroughput)的近代无线通信(Wi-Fi),并且根据IEEE 802.11be标准来定义。术语“站(STA:station)”可以指能够通过Wi-Fi发送和接收数据的未作为接入点(AP)进行工作的电子装置。
本发明的实施方式提供了在无线网络中进行同步独立信道接入的系统和方法。可以由具有多个收发器的无线站执行同步独立信道接入,以通过多个无线频带同时进行通信。无线站可以无线地连接至无线接入点以在传输机会期间接入第一主无线频带,并且可以在没有获得传输机会的情况下在第二主无线频带上使用提早接入。使通过不同的主信道的数据帧的发送和接收同步,以防止或减轻信道间干扰。根据一些实施方式,例如,使用回退过程和填充来使信道同步,以使发送和接收的数据帧的结束时间对齐。换句话说,可以使MPDU的传输同步,使得第一MPDU的结束时间与第二MPDU的结束时间对齐。
与传统的无线通信技术相比,多链路操作可以提供更高的网络吞吐量和改善的网络灵活性。关于图1,根据本发明的实施方式,描绘了包括多频带协作AP 105和多频带协作STA 155的示例性无线通信系统100。多频带协作AP 105包括5GHz收发器110和2.4GHz收发器115。根据本发明的实施方式的多频带协作AP 105也可以使用工作于诸如6GHz及以上这样的不同频带的其它类型收发器。AP 105的收发器110和115与协调由收发器110和115发送和/或接收的信息的协作管理单元120交换数据和信息。
多频带协作STA 155包括5GHz收发器160和2.4GHz收发器165。根据本发明的一些实施方式的多频带协作STA 155也可以使用工作于诸如6GHz及以上这样的不同频带的其它类型收发器。STA 155的收发器160和165与协作管理单元170交换数据和信息,该协作管理单元170分别协调由使用5GHz频带无线通信的收发器160发送和接收的信息、以及由使用2.4GHz频带无线通信的收发器165发送和接收的信息。
多频带协作AP 105和多频带协作STA 155具有用于使用不同无线频带进行通信的同时发送和接收能力。在不同频带上工作的发送器可以使用联合或有意的传输来执行独立的空闲信道评估(CCA:independent clear channel assessment)。此外,可以通过使用FDD模式的独立多频带操作来启用全双工通信。
同时使用多个频带发送帧的STA 155可以减轻延迟并提高STA 155的峰值吞吐量。然而,在一些情况下,同时使用多个频带发送帧会劣化包括STA 155在内的基本服务集(BSS:basic service set)的性能。例如,当同时在多个频带上工作的STA 155因增加的流量而使用可用于BSS的大量带宽时,BSS的性能可能劣化。因此,AP 105可以控制哪些STA被授权进行多频带信道接入,并且可以由该AP(例如基于不断变化的网络条件或要求)在任何时候终止所述接入。
根据某些条件(诸如流量负载),非AP STA(non-AP STA)可以使用少于所有支持/可用链路的链路,以便减少能耗。此外,非AP STA可以应用各个链路的独立的功率管理,并且AP可以提供各个链路的TID到链路映射信息。根据基本服务集(BSS)的服务质量(QoS:Quality of Service)策略,AP可以基于流量类型(诸如语音、视频、数据等)将流量分配给不同链路。例如,可以将属于第一流量标识符(TID 1)的帧分配给第一链路,并且可以将属于第二流量标识符(TID 2)的帧分配给第二链路。在这种情况下,AP可以将两个链路的TID到链路映射信息提供给STA,其中,可以仅在第一链路上发送一些数据,并且可以仅在第二链路上发送其它数据。
图2描绘了根据本发明的实施方式的在使用5GHz频带205的和2.4GHz频带210的无线通信装置之间的示例性多频带无线传输图200。
不是发送每一个帧的单独ACK,而是可以使用单个块ACK(BA:Block ACK)帧一起确认多个帧。BA通常包含64比特或256比特的比特映射(bitmap)大小。该比特映射的各个比特表示帧的状态(成功/失败)。为了执行协作多频带操作,AP和STA建立使用多个频带发送帧215和220的协作多频带操作。如果帧处于块ACK协议之下,则可以发送添加块ACK(ADDBA:Add Block ACK)请求帧,并且包括对STA可以在其上发送ADDBA请求帧中所指示的TID的帧的频带进行指示的多个多频带信息要素。
当正使用一个或更多个频带发送帧的STA使用与STA当前使用的频带不同频带来调度新的帧传输并且当前帧处于块ACK协议之下时,只有在当前帧的TID的重新排序缓冲器可用时,STA才可以将相同的TID用于所调度的帧。否则,STA选择与当前帧的TID不同的TID用于所调度的帧。
在当前帧未处于块确认之下时,只有当正在进行的帧没有更多的重试(包括具有被设定成No ACK的ACK策略字段的帧)并且调度帧的传输结束时间不比当前帧的传输结束时间早时,STA才可以根据与正在进行的帧相同的TID选择调度帧。否则,STA可以根据与当前帧的TID不同的TID来选择调度帧。根据与当前帧的TID不同的TID来调度帧简化了传输协议,但是可能降低协作多频带操作的性能。
为了满足EHT PAR要求,STA应同时在多个链路上发送帧。如图3中所描绘的,STA在传输时序图300中独立地在多个链路中执行信道接入。当STA在多个链路中获得TXOP时,然后,在回退过程315和320期间的等待之后,STA可以同时在多个链路上发送帧。STA获得TXOP的链路称为主链路。
关于图4,根据本发明的实施方式,描绘了基于载波侦听(CS:carrier sensing)来避免装置间干扰(IDC:inter-device interference)的示例性传输时序图400。为了避免或减轻在获得TXOP之后的IDC,如果物理CS(例如,基于天线的目前能量水平的载波侦听)和虚拟CS均指示主链路空闲,则允许提早接入非主链路(在该非主链路上,EDCA回退计时器未到期)。具体地,如图4所描绘的,在PCF帧间空间(PIFS:PCF Interframe Space)时段405期间执行物理CS。
发送装置(Tx)可以基于回退倒计时410或415哪个首先到期来确定哪个信道是主信道;然而,接收装置(Rx)可能无法确定哪个信道是主信道。因此,当STA同时在多个链路上发送帧时,该帧可以包括指示哪个链路是主链路(例如,STA在其上获得TXOP的链路)的信息。因此,同时在多个链路上接收帧的对等STA可以根据由在多个链路上同时发送帧的STA提供的信息来确定主链路。
关于图5,在根据本发明的实施方式的传输时序图500中描绘了获得2.4GHz链路上的TXOP的示例性STA使用2.4GHz链路和5GHz链路二者发送请求发送(RTS)帧505。在图5的示例中,2.4GHz链路是主链路,而5GHz链路是非主链路。对等STA是RTS帧510和515的目标STA,并且对等STA确定2.4GHz链路是主链路。对等STA检查主链路的主信道的物理CS和虚拟CS,并且仅当主链路的主信道空闲时,才可以利用允许发送(CTS:clear-to-transmit)帧520和525进行响应。如果主链路的主信道不空闲,那么即使非主链路的其它信道空闲,对等STA也不利用CTS帧进行响应。
根据一些实施方式,可以将标识主链路的信息包括在数据帧或管理帧的A-Control字段中。可以将RA字段和/或TA字段进行交换(“地址交换”),并用于指示主链路。例如,在非主链路上发送的控制帧的RA字段可以包括预定值,诸如发送控制帧的STA的MAC地址(称为发送器地址(TA))。在非主链路上发送的控制帧中的TA可以包括预定值,诸如接收控制帧的接收方STA的MAC地址(称为接收方地址(RA))。换句话说,将TA字段和RA字段交换,使得TA字段包括RA值,并且RA字段包括TA值。可以使用以下三种模式中的一种模式来配置和应用RA/TA字段地址交换机制:
·仅RA字段交换;
·仅TA字段交换;或者
·RA和TA字段双交换。
除发送(signal)主链路之外,还可以将RA/TA字段地址交换机制有利地用于发送其它信息。此外,根据另一些实施方式,当使用地址交换机制时,可以重新定义加扰序列的前7个比特。当前,将这些比特指派成表示CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT参数和DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT参数,但可以重新用于其它的目的。
当对等STA在多个链路上接收到RTS帧时,STA首先确定是否将由RTS帧的RA标识的主链路设定成自身/以及是否将RTS帧的TA设定成不同的STA的MAC地址。接下来,当将RTS帧的RA设定成在主链路上接收到的RTS帧的TA和/或将RTS帧的TA设定成在主链路上接收到的RTS帧的RA时,STA确定非主链路。如果对等STA仅从非主链路接收到RTS帧,则STA无法利用CTS帧进行响应。
AP和STA必须建立通过多个链路发送帧的多链路设置。在建立多链路通信的一种示例性方法中,提供了各个链路的MAC/PHY能力和操作参数。例如,AP可以针对各个链路向STA指派多个关联ID(AID)。可以将AID用于DL/UL MU PLCP协议数据单元(PPDU)中的RU分配,以及空数据包(NDP)探测机制中的波束成形接收器指示。请求多链路设置的STA可以声明支持同时发送和接收的链路。此外,可以使用ADDBA请求/响应帧,以指定在其上建立块ACK协议的链路。
当STA正在发送帧并调度通过不同链路进行的另一同时传输时,STA应考虑MAC服务数据单元(MSDU:MAC Service Data Unit)排序、重复检测、重放检测等。
为了解决MSDU排序,根据本发明的实施方式,如图6中通过示例性传输时序图600所描绘的,当正在进行的帧处于无块ACK协议之下时,STA同时地在2.4GHz频带上发送根据TID1的Seq1的数据帧605和在5GHz频带上发送根据TID1的Seq2的数据帧615。在2.4GHz频带上发送的Seq1的数据帧605未得到成功解码,并且STA重新发送失败的数据帧。接收方STA首先将Seq2的数据帧615递送至上层,然后,接收方STA将重新发送的Seq1的数据帧610随后递送至上层。这确保了MSDU排序对于使用EHT多链路聚合进行发送是正确的。
根据本发明的实施方式,如图7中通过示例性传输时序图700所描绘的,当正在进行的帧未处于块ACK协议之下时,STA选择具有与正在进行的帧不同的流量标识符(TID:traffic identifier)的调度帧。然而,当调度帧是分段帧的一部分时,如传输图时序750所描绘的,STA可以从剩余的分段帧中选择调度帧。例如,如图7描绘的,在2.4GHz频带上发送Seq1的分段数据帧755,并且在5GHz频带上发送Seq 1的分段数据帧760。当正在进行的帧处于块ACK协议之下时,如果针对正在进行的帧的TID的重新排序缓冲器可用,则STA可以选择具有与正在进行的帧的TID相同的TID的调度帧;否则,STA选择具有与正在进行的帧的TID不同的TID的调度帧。
本发明的实施方式提供了用于使用EHT多链路聚合进行通信的地址重复检测。针对单独寻址的帧,如果重新发送的帧的序列号对于各个链路是不同的,则接收方STA可能无法滤除重复的帧。因此,使用在多个链路上发送的MSDU的单个序列号空间来防止帧重复。针对组寻址(group-addressed)的帧,如果STA通过多个链路接收到组寻址的帧,则在STA未被配置成对组寻址的帧执行重复检测机制时,STA可以将重复的组寻址的帧递送至上层,并且STA能够仅从单个链路接收组寻址的帧。否则,STA对组寻址的帧(例如,具有重试的组播)执行重复检测机制,并且STA可以从多个链路接收组寻址的帧。
此外,为了实现重放检测,针对各个成对瞬态密钥安全性关联(PTKSA:PairwiseTransient Key Security Association)和组瞬态密钥安全性关联(GTKSA:GroupTransient Key Security Association),接收方装置维持各个TID的单独的重放计数器(replay counter),并且使用接收到的帧中的PN来检测重放的帧。当接收到的帧中的PN小于或等于针对该帧的MSDU或A-MSDU优先级和帧类型的当前重放计数器值时,将检测到重放的帧。如果发送的帧的PN空间在各个链路上不同,则可以丢弃新鲜的帧。使用单个PN空间用于在多个链路上发送的MSDU。
同步独立信道接入机制
STA可以利用其自己的EDCA参数(CWmin、CWmax、AIFS、CW以及重试计数器(RetryCounter))在各个频带上执行独立的EDCA信道接入(异步独立信道接入)。在获得TXOP之后,STA可以发起帧交换序列的传输。可以将各个MPDU独立地编码成多个频率段中的一个频率段,并且各个信道可以使用不同的回退计时器。为了执行同步独立信道接入,AP必须确定对各个信道使用哪个回退计时器。STA利用其自己的EDCA参数(例如,CWmin、CWmax、AIFS、CW以及重试计数器)在各个频带上执行独立的EDCA信道接入。
在获得TXOP之后,为了避免IDC干扰,如果该信道的物理CS和虚拟CS均空闲,则可以在EDCA无法获得TXOP的另一主信道上使用提早接入(early access)。在PIFS期间检查物理CS。可以将各个MPDU独立地编码成多个频率段中的一个频率段,或者联合地编码成一个以上的频率段。在这种情况下,AP确定哪个回退规则适用于各个频带上的独立EDCA信道接入。因此,本发明的实施方式提供了要被应用于进行同步独立信道接入的不同信道的回退规则。
关于图8,根据本发明的实施方式,描绘了异步独立信道接入的回退过程的示例性传输时序图800。STA 805利用其自己的EDCA参数(CWmin、CWmax、AIFS、CW以及重试计数器)在6GHz频带815和5GHz频带820上执行独立的EDCA信道接入。在获得TXOP之后,STA 810可以发起帧交换序列的传输。可以将各个MPDU独立地编码成多个频率段中的一个频率段。在6GHz频带815上执行的示例性回退过程825使用计数器值9,并且在5GHz频带820上执行的示例性回退过程830使用计数器值5。如图8中所描绘的,在异步信道接入的情况下,数据帧未对齐。
关于图9,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的执行恢复在前回退计数器的回退过程的示例性传输时序图900。为了执行同步独立信道接入,需要将在不同的信道上发送的数据帧对齐。因此,AP 905确定要应用哪个回退规则以使数据帧例如在6GHz信道915和5GHz信道920上对齐。STA 910利用其自己的EDCA参数(例如,CWmin、CWmax、AIFS、CW以及重试计数器)在各个频带上执行独立的EDCA信道接入。
在获得TXOP之后,为了避免IDC干扰,如果该信道的物理CS和虚拟CS均空闲,则可以在EDCA无法获得TXOP的另一主信道上使用提早接入。可以在PIFS期间检查物理CS,并且可以将各个MPDU独立地编码成多个频率段中的一个频率段,或者联合地编码成一个以上的频率段。如图9中所描绘的,在6GHz信道915上执行的回退计数器915从9开始递减计数,并且在5GHz信道910上执行的回退计数器920从5开始递减计数。当在5GHz信道920上执行的回退计数器920到期时,发送数据帧925和930。以这种方式,使在6GHz信道915和5GHz信道920上发送的数据帧对齐,以进行同步独立信道接入。
关于图10,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的在多个信道上执行回退过程的示例性传输时序图1000。在完成帧交换序列之后,STA 1005执行后EDCA信道接入机制。具体地,在其上获得了TXOP的主信道(例如,5GHz信道1010)上的EDCAF调用EDCA回退过程1015。在使用TXOP的提早接入的另一主信道(例如,6GHz信道1025)上执行的EDCAF回退过程1020恢复从先前的回退计数器继续进行的EDCA回退过程1020。以这种方式,使在6GHz信道1020和5GHz信道1010上发送的数据帧对齐,以进行同步独立信道接入。然而,由于EHT STA与传统的STA相比具有更高的信道接入概率,因此该方法可能导致公平性问题。通过图11的示例性传输时序图1100中描绘的实施方式来解决公平性的问题。
关于图11,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的使用随机回退计数器来执行回退过程的示例性传输时序图1100。在完成帧交换序列之后,STA 1105执行后EDCA信道接入机制。具体地,获得了TXOP的主信道(例如,5GHz信道1110)上执行的EDCAF调用EDCA回退过程1115。其上使用TXOP的提早接入的另一主信道(例如,6GHz信道1120)上的EDCAF调用EDCA回退过程1125。因此,通过采用单独的EDCA回退过程以使数据帧对齐而不是恢复先前的EDCA回退计数器,来改善接入公平性的问题。
关于图12,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的基于物理CS和虚拟CS来执行回退过程的示例性传输时序图1200。在完成帧交换序列之后,STA 1205执行后EDCA信道接入机制。具体地,获得了TXOP的主信道(例如5GHz信道1210)上的EDCAF调用EDCA回退过程1215。在使用TXOP的提早接入的另一主信道(例如,6GHz信道1220)上执行的EDCAF,调用包括基于先前的回退计数器确定的补偿因子的EDCA回退过程1225。为了确定补偿因子,EDCAF首先从0到码字(CW)的数量-1之间选择随机回退计数器。接下来,EDCAF添加来自EDCA的先前的回退计数器的、因提早信道接入而没有到期的部分(剩余部分)。如图12中所描绘的,工作于6GHz的AP 1230选择随机回退计数器(5)并添加先前的回退计数器(4)。使用计算出的回退计数器(9)以用于后续的EDCA信道接入。
关于图13,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的通过暂停回退计数器来执行回退过程的示例性传输时序图1300。在一些情况下,由于物理CS和虚拟CS都不空闲,因此STA无法使用EDCA在其上未获得TXOP的另一主信道的提早接入。因此,STA可以暂停其自己的EDCA回退过程,直到在不同的频带/信道上当前正在进行的TXOP结束为止,或者继续其自己的EDCA回退过程。如图13中所描绘的,STA 1305在6GHz信道1315上暂停其自己的EDCA回退过程1310,并且在5GHz信道1320上的正在进行的TXOP结束时恢复EDCA回退过程1310。
关于图14,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的执行回退过程、以及调节PPDU长度以使接收方STA的所有信道上的发送和接收定时同步的示例性传输时序图1400。在获得TXOP之后,STA 1405在使用TXOP的提早接入的另一主信道(例如,5GHz信道1415)上,继续其自己的EDCA回退过程1410。在其它主信道上执行的EDCAF的回退计数器到期之后,当STA想要将帧发送至同一接收方STA 1405时,STA 1405使用填充1420来调节PPDU长度,以使接收方STA 1405的所有信道的发送和接收定时同步从而防止干扰。
关于图15,根据本发明的实施方式,描绘了同步独立信道接入的通过暂停EDCA回退过程直到另一频带/信道上的正在进行的TXOP结束来执行回退过程的示例性传输时序图1500。在获得6GHz信道1525上的TXOP之后,STA 1505在使用TXOP的提早接入的另一主信道(例如,5GHz信道1515)上继续其自己的EDCA回退过程1510。在其它主信道上的EDCAF的回退计数器到期之后,当其它频带/信道上当前正在进行的TXOP的剩余持续时间不足时,STA1505也可以暂停传输以获得TXOP。在这种情况下,STA 1505可以通过调用EDCA回退过程1520来重启信道接入尝试。另选地,STA可以暂停其自己的EDCA回退过程1520,一直到其它主频带/信道上当前正在进行的TXOP的结束为止。STA 1505可以在其它主频带/信道上正在进行的TXOP结束时以等于0的回退计数器来恢复EDCA回退过程1520。
关于图16,根据本发明的实施方式,描绘了在传输错误之后执行回退过程的示例性传输时序图1600。当在TXOP期间发生传输错误时,STA可以在各个频带上执行EDCA回退过程或者PIFS恢复过程。如果STA无法成功地解码来自多个频带/信道的至少一个响应帧,那么该响应帧被认为是传输错误。例如,如图16描绘的,未成功地解码来自5GHz频带1605的块ACK帧1615和来自6GHz频带1610的块ACK帧1620。因此,STA 1625分别地在5GHz频带1605上执行EDCA回退过程1630,和在6GHz频带1610上执行EDCA回退过程1635。如上所述,在6GHz频带1610上执行的EDCA回退过程1635可以包括补偿因子。
关于图17,根据本发明的实施方式,描绘了在多个频带上的传输错误之后执行回退过程的示例性传输时序图1700。当在TXOP期间发生传输错误时,STA可以在各个频带上执行EDCA回退过程或者PIFS恢复过程。如图17中所描绘的,未成功地解码来自5GHz频带1705的块ACK帧1715和来自6GHz频带1710的块ACK帧1720。因此,STA 1725分别地在5GHz频带1705上执行PIFS恢复过程1730和在6GHz频带1710上执行PIFS恢复过程1735。
关于图18,根据本发明的实施方式,描绘了在单频带上的传输错误之后执行回退过程的示例性传输时序图1800。如图18中所描绘的,成功地解码了在5GHz频带1805上发送的块ACK帧1815,但是未成功地解码在6GHz频带1810上发送的块ACK帧1820。在这种情况下,因为成功地解码了在5GHz频带1805上发送的块ACK帧1815,所以STA 1825继续剩余的帧交换序列。因此,该传输被认为是成功的。
关于图19,根据本发明的实施方式,描绘了在单频带上的传输错误之后执行回退过程以及PIFS恢复过程的示例性传输时序图1900。在TXOP期间,即使传输被认为是成功的,STA 1930也可以执行PIFS恢复过程以检查信道可用性。在这种情况下,将PIFS恢复过程1915以及PIFS恢复过程1935应用于所有的频带/信道以保持同步。例如,成功地解码了来自5GHz频带1905的块ACK帧1920,但是未成功地解码来自6GHz频带1910的块ACK帧1925。因此,STA 1930在5GHz频带1905上执行PIFS恢复过程1935和在6GHz频带1910上执行PIFS恢复过程1915以维持同步。
图20是根据本发明的实施方式描绘的用于执行同步独立信道接入的处理2000的计算机实现的步骤的示例性序列的流程图。在一个实现中,可以由与被配置用于同步独立信道接入的双频带无线AP通信的双频带无线STA来执行处理2000。
在步骤2005,在第一主无线信道和第二主无线信道上执行独立的EDCA信道接入。
在步骤2010,对第一MAC协议数据单元(MPDU)进行编码以用于在第一主无线信道上传输,并且对第二MPDU进行编码以用于在第二主无线信道上传输。
在步骤2015,在第一主无线信道上发送第一MPDU,并且与第一主无线信道上正在发送第一MPDU同步地在第二主无线信道上发送第二MPDU。根据一些实施方式,使用回退过程和/或填充来使第一MPDU和第二MPDU的传输同步,使得所发送的帧的结束时间对齐。
示例性计算机控制系统
本发明的实施方式涉及用于在无线网络中执行同步独立信道接入的电子系统。以下讨论描述了这样一种可以被用作实现本发明的实施方式的平台的示例性电子系统或计算机系统。
在图21的示例中,示例性计算机系统2112(例如,多频带协作无线接入点AP或多频带协作无线站STA)包括运行软件应用以及可选地运行操作系统的中央处理单元(诸如处理器或CPU)2101。随机存取存储器2102和只读存储器2103存储供CPU 2101使用的应用程序和数据。数据存储装置2104为应用程序和数据提供非易失性存储,并且可以包括固定磁盘驱动器、可去除磁盘驱动器、闪存装置以及CD ROM、DVD-ROM或其它光学存储装置。可选的用户输入装置(2106和2107)包括将来自一个或更多个用户的输入传送至计算机系统2112的装置(例如,鼠标器、操纵杆、摄像机、触摸屏和/或麦克风)。
通信或网络接口2108包括多个收发器,并且允许计算机系统2112经由电子通信网络(包括有线和/或无线通信并且包括内联网或互联网(例如,802.11无线标准))与其它计算机系统、网络或装置进行通信。通信或网络接口2108可以同时操作多个收发器,例如,收发器1和收发器2。通信或网络接口2108还可以包括协调由收发器发送和/或接收的数据的协作管理单元。通信或网络接口2108可以包括可以同时工作于多个频带(诸如,2.4GHz、5GHz和/或6GHz)的双频带接口。计算机系统2112可以执行各种回退过程,以使通过多个收发器的同时通信同步。
可选的显示装置2110可以是:能够响应于来自计算机系统2112的信号而显示可视信息的任何装置,并且例如可以包括平板触敏显示器,并且可以进行远程部署。可以经由一个或更多个数据总线1000联接计算机系统2112的组件(包括CPU 2101、存储器2102/2103、数据存储装置2104、用户输入装置2106以及图形子系统2105)。
可以在由一个或更多个计算机或其它装置执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的一般背景下描述一些实施方式。一般地,程序模块包括执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。在各种实施方式中,通常可以根据需要组合或分布程序模块的功能。
由此描述了本发明的实施方式。虽然已在特定实施方式中描述了本发明,但应清楚,本发明不应被解释为受这些实施方式的限制,而是应根据所附权利要求来进行解释。
Claims (14)
1.一种进行同步独立信道接入的方法,所述方法包括:
在第一主无线信道上并且在第二主无线信道上,执行独立的增强分布式信道接入功能信道接入;
对用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元进行编码;
对用于在所述第二主无线信道上传输的第二MAC协议数据单元进行编码;
在所述第一主无线信道上获得传输机会(TXOP) ;
在所述第一主无线信道上执行第一回退过程,
在所述第一主无线信道上发送所述第一MAC协议数据单元;
在所述第二主无线信道上获得TXOP;
在所述第二主无线信道上执行第二回退过程,以及
与发送所述第一MAC协议数据单元同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MAC协议数据单元,其中,通过使用填充来调节PLCP协议数据单元的长度,使得在所述第一主无线信道上所述第一MAC协议数据单元的结束时间与在所述第二主无线信道上所述第二MAC协议数据单元的结束时间对齐;
所述第一主无线信道包括6 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括5 GHz无线信道;或所述第一主无线信道包括5 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括2.4 GHz无线信道。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
执行载波侦听,以确定所述第二主无线信道是否空闲;以及
当所述第二主无线信道空闲时,在所述第二主无线信道获得TXOP之前接入所述第二主无线信道。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,执行载波侦听的步骤包括执行物理载波侦听和虚拟载波侦听。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一回退过程包括基于先前的回退计数器的补偿因子。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一回退过程包括随机选择的值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:暂停所述第一主无线信道上的传输以获得TXOP。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法由一个双频带装置执行。
8.一种双频带装置,所述双频带装置用于执行与无线网络的无线接入点的协作多频带操作,所述装置包括:
第一收发器,所述第一收发器被配置成通过第一主无线频带进行通信;
第二收发器,所述第二收发器被配置成通过第二主无线频带进行通信,其中,所述第一收发器和所述第二收发器可操作为同时进行通信;
协作管理单元,所述协作管理单元被配置成与所述第一收发器和所述第二收发器交换数据,以便对所述第一收发器和所述第二收发器的同时通信进行管理;以及
处理器,所述处理器可操作为:
在第一主无线信道上并且在第二主无线信道上,执行独立的增强分布式信道接入功能信道接入;
对用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元进行编码;
在所述第一主无线信道上获得传输机会(TXOP) ;
在所述第一主无线信道上执行第一回退过程,
在所述第二主无线信道上获得TXOP;
在所述第二主无线信道上执行第二回退过程,
以及
对用于在所述第二主无线信道上传输的第二MAC协议数据单元进行编码,
其中,所述第一收发器和第二收发器可操作为:
在所述第一主无线信道上发送所述第一MAC协议数据单元;以及
与在所述第一主无线信道上发送所述第一MAC协议数据单元同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MAC协议数据单元,并且其中,通过使用填充来调节PLCP协议数据单元的长度,使得所述第一MAC协议数据单元的结束时间与所述第二MAC协议数据单元的结束时间对齐;
所述第一主无线信道包括6 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括5 GHz无线信道;或所述第一主无线信道包括5 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括2.4 GHz无线信道。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述处理器还可操作为:
执行载波侦听,以确定所述第二主无线信道是否空闲;以及
当所述第二主无线信道空闲时,在所述第二主无线信道获得TXOP之前来接入所述第二主无线信道。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述载波侦听包括执行物理载波侦听和虚拟载波侦听。
11.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第一回退过程包括基于先前的回退计数器的补偿因子。
12.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第一回退过程包括随机选择的值。
13.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述处理器还可操作为暂停所述第一主无线信道上的传输以获得TXOP。
14.一种嵌入有程序指令的非暂时性计算机可读存储介质,当该程序指令由装置的一个或更多个处理器执行时,使所述装置执行用于执行同步独立信道接入的处理,所述处理包括以下步骤:
在第一主无线信道上并且在第二主无线信道上执行独立的增强分布式信道接入功能信道接入;
当所述第二主无线信道空闲时,使用提早接入来接入所述第二主无线信道;
对用于在所述第一主无线信道上传输的第一MAC协议数据单元进行编码;
对用于在所述第二主无线信道上传输的第二MAC协议数据单元进行编码;
在所述第一主无线信道上发送所述第一MAC协议数据单元;在所述第一主无线信道上获得传输机会(TXOP) ;
在所述第一主无线信道上执行第一回退过程,
在所述第二主无线信道上获得TXOP;
在所述第二主无线信道上执行第二回退过程,
以及
与发送所述第一MAC协议数据单元同步地在所述第二主无线信道上发送所述第二MAC协议数据单元,其中,通过使用填充来调节PLCP协议数据单元的长度,使得所述第一MAC协议数据单元的结束时间与所述第二MAC协议数据单元的结束时间对齐;
所述第一主无线信道包括6 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括5 GHz无线信道;或所述第一主无线信道包括5 GHz无线信道,并且所述第二主无线信道包括2.4 GHz无线信道。
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