CN1627659A - 在无线通信系统中控制发送功率的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法和系统，该帧具有包括头部字段和数据字段的帧结构，所述头部字段包含关于传输速率和在帧内发送的数据的长度的信息，数据字段具有数据。该发送终端以该发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，从而无线通信系统中除发送终端和接收终端外的第二终端可以识别资源正被使用。该发送终端以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。

Description

在无线通信系统中控制发送功率的设备和方法
技术领域
本发明通常涉及无线通信系统，尤其是，涉及一种控制发送功率的设备和方法，它最小化了终端中的功率消耗。
背景技术
主要的无线通信系统，WLAN(Wireless Local Access Network，无线本地接入网络)使用无线介质作为数据传输介质来提供在现有有线LAN系统中可用的服务。该WLAN系统通过使用RF(Radio Frequency，无线射频)技术用最少的电路连接发送和接收数据。现在正在开发不同的WLAN系统以用于超高速通信服务。主要的WLAN系统是基于IEEE(Institute of electrical andElectronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11a标准的。应当理解以下说明是在IEEE 802.11a WLAN通信系统环境中的。
参考图1，将要说明IEEE 802.11a WLAN通信系统。
图1是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统的图。参考图1，IEEE 802.11aWLAN通信系统包括服务基本服务组(BSS)100的接入点(AP)110和多个终端120、130、140和150。终端120、130、140和150以CSMA/CA(Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance，带冲突避免的载波侦听多路访问)方式通过AP 110通信。CSMA/CA是一种允许多个终端通过使用多路访问技术以避免冲突来共享同一资源，即同一载波的传输技术。如果载波忙，则终端120、130、140和150以及AP 110尝试在随机补偿时间之后发送数据，从而防止冲突。
随机补偿时间是等待直至获得发送数据的机会的时间长度。当载波忙时，终端120、130、140和150以及AP 110等待随机补偿时间，然后尝试发送数据。
以上结合图1说明了IEEE 802.11a WLAN通信系统的结构。现在将参考图2说明IEEE 802.11a WLAN通信系统的发送功率。
图2是说明在IEEE 802.11a WLAN通信系统中对应发送功率的信号覆盖区域的图。
参考图2，对应AP 110发送功率的信号覆盖区域是BSS 100区域，如用虚线标示的。终端120的发送功率可用的信号覆盖区域200用实线标示。因为来自终端120的信号到达BSS 100内的其他终端130，140和150，故终端130，140和150通常能检测到来自终端120的信号，从而避免冲突。虽然终端用最佳发送功率发送信号，以此来避免冲突，但发送功率的增加将导致IEEE802.11a WLAN通信系统中终端内的功耗增加。
近来用户对IEEE 802.11a WLAN通信系统需求的增长驱动了对IEEE802.11a WLAN通信环境中增加数据速率的研究。通过控制发送功率或接收功率来降低终端中的功耗被认为和增加数据速率同等重要。因为AP以外的大多数终端诸如PDA(Personal Digital Assistants，个人数字助理)用电池工作，因此功耗降低是增加终端使用时间的重要因素。
现在将说明发送功率控制。
首先，将参考图3来说明降低发送功率自身。
图3是说明基于IEEE 802.11a WLAN通信系统中发送功率降低的功率控制机制的图。
参考图3，AP 110的发送功率允许来自AP 110的信号覆盖BSS 100，如结合图2描述的。考虑到基于发送功率降低的功率控制，与其发送功率一致的终端120的信号覆盖区域是用实线标示的区域300。图2所示终端120的信号覆盖区域200按比例缩小到区域300，这是因为终端120的发送功率降低了。
来自终端120的信号仅到达BSS 100内的终端140。其他终端130和150不能听到终端120，因此未能检测到载波的使用。结果，终端130和150可能发送数据，造成了冲突。不能检测到来自其他终端的信号传输的终端被称为隐藏终端。由于隐藏终端不能检测到载波的使用，在载波忙于另一个终端的同时，该终端尝试信号传输。导致的冲突使得信号重传。最终，增加了功耗。
另一种使用RTS/CTS(Ready-To-Send/Clear-To-Send，准备发送/清除发送)的发送功率控制方法将参考图4说明。
图4是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中基于RTS/CTS的发送功率控制机制的图。
建议RTS/CTS用于解决基于发送功率降低的功率控制所遇到的隐藏终端的问题。使用RTS/CTS，虽然降低了终端的发送功率，却不存在隐藏终端。因此，可以降低终端中的功耗。参考图4，和其发送功率一致的AP 110的信号覆盖区域是BSS 100区域。因为终端120的发送功率降低，它的信号覆盖区域300比降低发送功率之前要小。
来自终端120的信号仅到达BSS 100内的终端140。其他终端130和150听不到终端120，未能检测到载波的使用。结果，终端130和150可能发送数据，造成冲突。即，终端130和150成为隐藏终端。RTS/CTS的使用防止了终端130和150成为隐藏终端。
虽然终端120的信号覆盖区域300由于功率降低而减小，但是允许终端130和150通过RTS/CTS听到终端120。当终端120想要发送信号给AP 110时，它在发送信号之前以最大发送功率电平发送RTS帧。该RTS帧覆盖和终端120的最大发送功率相一致的区域400。
然后AP 110响应于RTS帧以最大发送功率电平发送CTS帧到终端120作为确认(ACK)。该CTS帧覆盖和AP 110最大发送功率相一致的区域100。RTS帧和CTS帧都分别包含与终端120发送帧的动作时间有关的信息以及来自AP 110的ACK有关的时间信息。因此，其他终端130，140和150不在RTS和CTS帧设定的时间内发送信号，从而避免冲突。在发送RTS帧和接收到CTS帧后，终端120以减少的功率电平来发送实际的信号。
发明内容
本发明的一个目的是基本上解决现有技术中的缺陷、问题和/或缺点，并提供至少以下优点。因此，本发明的目的是提供一种控制发送功率的设备和方法，以最小化无线通信系统中终端内的功耗。
本发明的另一目的是提供一种控制发送功率的设备和方法，以最小化无线通信系统中资源的使用。
本发明的进一步的目的是提供一种控制发送功率的设备和方法，以最小化无线通信系统中的冲突。
上述目的是通过提供控制无线通信系统中发送终端的发送功率的方法和系统来实现的。
根据本发明的一个方面，在一种用于控制在无线通信系统内发送帧的终端的发送功率的系统中，该帧具有包括头部字段和数据字段的帧结构，头部字段包含关于传输速率和在帧内发送的数据长度的信息，数据字段具有数据，该发送终端以发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，从而在该无线通信系统中除发送终端和接收终端外的第二终端可以识别出资源正被使用；并且该发送终端以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。接收终端接收该帧，使用包含在该帧头部字段内的传输速率和长度信息确定该数据的发送持续时间，并在确定的数据传输持续时间内停止发送新帧。
根据本发明的另一个方面，在一种用于控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的系统中，该帧具有包括PLCP前同步字段、PLCP头部字段和数据字段的PLCP PDU帧结构，该PLCP前同步字段指示PLCP PDU帧开始，该PLCP头部字段包含与传输速率以及在PLCP PDU帧内发送的数据的长度有关的信息，以及该数据字段具有数据，该发送终端确定在要发送该PCLP PDU帧的时刻是否资源正被使用，如果资源未被使用，以该发送终端可用的最大发送功率电平发送PLCP前同步和头部字段到接收终端，并以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。接收终端接收该PLCPPDU帧，使用包含在PLCP帧的PLCP头部字段内的传输速率和长度信息确定数据的传输持续时间，并在确定的数据传输持续时间内停止发送新帧。
根据本发明的又一方面，在一种用于控制无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法中，该帧具有包括头部字段和数据字段的帧结构，所述头部字段包含与传输速率和在帧内发送的数据的长度有关的信息，所述数据字段具有数据，该发送终端以发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，从而在该无线通信系统中除发送终端和接收终端外的第二终端可以识别出资源正被使用。然后，该发送终端以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
根据本发明的另一方面，在一种用于控制无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法中，该帧具有包括头部字段和数据字段的帧结构，所述头部字段包含与传输速率和在帧内发送的数据的长度有关的信息，所述数据字段具有数据，该发送终端在要发送该帧的时刻确定是否资源正被使用，如果资源未被使用，以该发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，并以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
根据本发明的再一方面，在一种用于控制无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法中，该帧具有包括PLCP前同步字段、PLCP头部字段和数据字段的PLCP PDU帧结构，该PLCP前同步字段指示PLCP PDU帧开始，该PLCP头部字段包含与传输速率以及在PLCP PDU帧内发送的数据的长度有关的信息，以及该数据字段具有数据，该发送终端以该发送终端可用的最大发送功率电平发送PLCP前同步和头部字段到接收终端，从而在该无线通信系统中除发送终端和接收终端外的终端可以识别出资源正被使用。该发送终端以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
附图说明
从以下结合附图的详细说明中，本发明的上述以及其他目的、特点和优点将变的更加清楚，在附图中：
图1是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统的图；
图2是说明对应IEEE 802.11a WLAN通信系统中发送功率的信号覆盖区域的图；
图3是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中基于功率降低的发送功率控制机制的图；
图4是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中基于RTS/CTS的发送功率控制机制的图；
图5是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中PLCP(Physical LayerConvergence Protocol，物理层会聚协议)PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)帧格式的图；
图6是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC(Medium AccessControl，媒体访问控制)层和物理(PHY)层无误差的PLCP PDU帧的接收的图；
图7是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC层和物理层有误差的PLCP PDU帧的接收的图；
图8是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中的终端发送和接收的图；
图9是说明根据本发明实施例的在IEEE 802.11a WLAN通信系统中PLCP PDU帧的发送功率的图；
图10A是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中没有功率控制的PLCPPDU帧的发送功率的图；
图10B是说明在IEEE 802.11a WLAN通信系统中当执行基于RTS/CTS的发送功率控制时的PLCP PDU帧的发送功率的图；
图10C是说明在IEEE 802.11a WLAN通信系统中当执行根据本发明实施例的发送功率控制时的PLCP PDU帧的发送功率的图；
图11是IEEE 802.11a WLAN通信系统中在系统吞吐量方面、比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制的图表；
图12是IEEE 802.11a WLAN通信系统中在能量效率方面、比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制的图表。
具体实施方式
以下参考附图在此说明本发明的优选实施例。在下面的说明中，不详细描述已知的功能或结构，因为这将会以不必要的细节混淆本发明。
虽然RTS/CTS能够允许功率降低同时防止隐藏终端的出现并避免冲突，但是RTS/CTS有显著的缺点，即由于发送和接收RTS和CTS帧造成的功耗以及时间延迟。此外，需要占用一个载波进行RTS和CTS帧的发送和接收，因此而降低了IEEE 802.11a WLAN通信系统的总吞吐量。
本发明提供一种最小化无线通信系统中，特别是WLAN中的终端的发送功耗的方法。本发明还提供一种通过支持WLAN通信系统中MAC层和PHY层交互工作、而不使用额外资源和不产生传输延迟地最小化终端发送功率的方法。下面作为例子在基于IEEE 802.11a标准的WLAN模型环境中进行说明。
参考图5，将要说明用于IEEE 802.11a WLAN通信系统的PLCP PDU(或PPDU)格式。
图5是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中PLCP PDU帧格式的图。
参考图5，PLCP PDU帧包括PLCP PREAMBLE(前同步)、PLCP HEADER(头部)、以及DATA(数据)。PLCP PREAMBLE指示PLCP PDU帧的开始，用于获得PHY层和MAC层之间的同步。由于IEEE 802.11a WLAN通信系统运行在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分多路复用)中，因此PLCP PREAMBLE具有12符号持续时间。在此，一个符号是OFDM符号的一个元素。即，多个符号形成一个OFDM符号。
PLCP HEADER包括RATE(速率)、RESERVED(保留)、LENGTH(长度)、PARITY(奇偶)、TAIL(尾部)以及SERVICE(服务)字段。RATE字段提供与在DATA字段传输的数据速率有关的信息。LENGTH字段指示在DATA字段中传输的数据的长度。
PHY层使用在RATE和LENGTH字段设定的速率和数据长度确定该帧的总传输时间，从传输信息中估计当前信道状态，并通知MAC层所估计的当前信道状态。PARITY字段包括用于在PLCP HEADER中传输的数据的奇偶比特，TAIL字段包括用于在PLCP HEADER中传输的数据的尾比特。SERVICE字段提供用于和接收终端同步的信息。
DATA包括PLCP SDU(Service Data Unit，服务数据单元)或PSDU、TAIL以及PAD(填充)字段。PSDU字段具有MAC层的实际数据。TAIL字段以及PAD字段包含尾比特和填充比特，这些比特分别用于在DATA中传输的数据。
如上所述，一旦PHY层接收到来自PLCP HEADER的RATE和LENGTH字段的传输信息，它就可以确定数据的传输时间。因此，PHY层可以确定资源，即载波的使用状态。
结合图5说明了用于IEEE 802.11a WLAN通信系统的PLCP PDU帧格式。参考图6，将说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC和PHY层无误差的PLCP PDU帧的接收。
图6是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC层和物理层无误差的PLCP PDU帧的接收的图。
在IEEE 802.11a WLAN通信系统中定义PHY层和MAC层。PHY层被分为PLCP子层(此后称为PHY PLCP层)和物理媒体决定(physical mediumdependent，PMD)子层(此后称为PHY PMD层)。
参考图6，当接收到PLCP PDU帧时，终端的PHY PMD层发送PLCP PDU帧到PHY PLCP层。PHY PLCP层分析PLCP PDU帧的PLCP PREAMBLE。当检测到PLCP PREAMBLE值时，PHY PLCP层发送PHY_CCA(Clear Channel Assessment，清除信道评估).INDICATION(STATUS＝BUSY)原语到MAC层。IEEE 802.11a WLAN通信系统中PHY_CCA.INDICATION原语指示载波的使用状态。PHY_CCA.INDICATION原语中的“STATUS＝BUSY(状态＝忙)”表示载波正在使用中。“STATUS＝IDLE(状态＝闲)”表示载波未被使用，即在空闲状态。PLCP PDU帧的接收等于载波正被使用。因此，STATUS＝BUSY包含在PHY_CCA.INDICATION原语中。因此，MAC层确定载波被占用。
如果正常解调PLCP PDU帧的PLCP HEADER，那么PHY PLCP层就发送PHY_RXSTART.INDICATION(RXVECTOR)原语给MAC层。PHY_RXSTART.INDICATION(RXVECTOR)原语指示很快就要开始数据接收。当接收到PHY_RXSTART.INDICATION(RXVECTOR)原语时，MAC层识别出数据接收将很快开始，并等待接收数据。
当PLCP PDU帧的PSDU被解调时，PHY PLCP层通过PHY_DATA.INDICATION原语发送该PSDU到MAC层。当PSDU解调正常完成时，PHY PLCP层发送PLHY_RXEND.INDICATION(RXERROR)原语和PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝IDLE)到MAC层。PHY_RXEND.INDICATION(RXERROR＝NOERROR)原语指示数据接收的正常终止，PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝IDLE)原语指示载波处于空闲状态。MAC层从PHY_RXEND.INDICATION(RXERROR＝NOERROR)原语和PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝IDLE)原语两者识别出载波未被使用。
参考图6说明了IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC和PHY层无误差的PLCP PDU帧的接收。将参考图7说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC和PHY层有误差的PLCP PDU帧的接收。
图7是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中在MAC层和物理层两者有误差的PLCP PDU帧的接收的图。
参考图7，当接收到PLCP PDU帧时，终端的PHY PMD层发送PLCP PDU帧到PHY PLCP层。PHY PLCP层分析PLCP PDU帧的PLCP PREAMBLE。当检测到PLCP PREAMBLE值时，PHY PLCP层发送PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝BUSY)原语到MAC层。因此，MAC层确定载波被占用。
如果正常解调PLCP PDU帧的PLCP HEADER，则PHY PLCP层就发送PHY_RXSTART.INDICATION(RXVECTOR)原语给MAC层。MAC层识别出数据接收将很快开始，便等待数据接收。
当PLCP PDU帧的PSDU被解调时，PHY PLCP层通过PHY_DATA.INDICATION原语发送该PSDU到MAC层。如果在PSDU解调期间信道状态改变，或由于错误未正常执行PSDU解调，则PHY PLCP层就发送PHY_RXEND.INDICATION(RXERROR＝CARRIERLOST)原语给MAC层。PHY_RXEND.INDICATION(RXERROR＝CARRIERLOST)原语指示由于错误造成的异常帧接收。
当PLCP PDU帧结束时，PHY PLCP层发送PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝IDLE)原语给MAC层。因此MAC层识别出载波未被使用。
如上参考图6和7所述的，MAC层从接收的PHY_CCA.INDICATION(STATUS＝IDLE)原语识别出载波未被使用。只要PHY层能正常接收到PLCP PDU帧的PLCP HEADER，它就能在PLCP PDU帧结束的时刻识别出载波未被使用，而不管实际数据的正常或错误接收。
同时，在要发送的帧出现时，终端确定载波(即信道)是否被使用。仅当载波处于空闲状态时，终端才发送该帧。将参考图8说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中终端的操作。
图8是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中终端的发送和接收过程的图。
参考图8，如果从发送终端正常接收到数据，接收终端在数据接收完成之后以预定的SIFS(Short Inter-Frame Space，短帧间间隔)发送ACK到发送终端。以随机补偿的方式，接收终端和其他终端在ACK完全发送之后，以预定DIFS(DDCF(Distributed Coordination Function，分布式协调功能)帧间间隔)尝试数据发送。随后，接收终端和其他终端通过随机补偿在距离帧接收结束的时刻预定NAV(Network Allocation Vector，网络分配向量)和DIFS的时间点尝试数据发送。
另一方面，从发送终端错误接收数据的接收终端通过随机补偿在数据接收完成之后以预定的EIFS(Extended Inter-Frame Space，扩展帧间间隔)尝试数据发送。EIFS被定义为DIFS、SIFS和ACK传输持续时间之和，从而避免由于错误的数据接收而导致的冲突。
以上结合图8说明了IEEE 802.11a WLAN通信系统中到终端的传输和来自自终端的传输。现在将参考图9说明根据本发明实施例的在IEEE 802.11aWLAN通信系统中的PLCP PDU帧的发送功率。
图9是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中根据本发明一个实施例的PLCP PDU帧的发送功率的图。
如前所述，一旦PHY层准确地解调PLCP PDU帧的PLCP HEADER字段，PHY层就会通知MAC层在PLCP PDU帧结束时载波未被使用。换句话说，如果PHY层能够准确解调PLCP HEADER，MAC层就可以准确确定WLAN通信系统中的载波使用状态。
如果终端以最大功率电平发送信号，每个终端都可以听到其它终端，从而不存在隐藏终端。然而，基于功率降低的发送功率控制将导致隐藏终端的出现，因此可能发生冲突。
因此，在本发明中，终端以不同功率电平发送PLCP PDU帧：在最大发送功率电平发送PLCP PREAMBLE和PLCP HEADER，以足以允许DATA到达预定接收终端的发送功率电平发送DATA。从而，最小化了终端中的功耗。
参考图9，终端以其最大功率电平PMAX发送PLCP PDU帧的PLCP PREAMBLE和PLCP HEADER，并以发送功率电平PI发送PLCP PDU帧的DATA，PI是足以到达接收终端的电平。因此，该发送终端所属的BSS内的所有其它终端都能听到PLCP PREAMBLE和PLCP HEADER，不会尝试发送PLCP PDU帧，从而避免了冲突。
以上参考图9说明了根据本发明实施例的在IEEE 802.11a WLAN通信系统中的PLCP PDU帧的发送功率。参考图10A，10B和10C将比较根据本发明实施例的发送功率控制和基于RTS/CTS的发送功率控制。
图10A是说明IEEE 802.11a WLAN通信系统中没有功率控制的PLCP PDU帧的发送功率的图。
参考图10A，当不执行功率控制时，终端在PMAX发送PLCP PDU帧的PLCPPREAMBLE、PLCP HEADER和DATA。终端还以PMAX发送对于接收的PLCP PDU帧的ACK。因此，虽然可以不用额外的信号传输和接收以及时间延迟发送PLCPPDU帧，但是功耗是相当大的。
图10B是说明当在IEEE 802.11a WLAN通信系统中执行基于RTS/CTS发送功率控制时的PLCP PDU帧的发送功率的图。
参考图10B，当基于RTS/CTS控制终端的发送功率时，终端在PLCP PDU帧之前以PMAX发送RTS帧到AP。同样，AP响应RTS帧以PMAX发送CTS帧到终端。然后终端以允许PLCP PDU帧到达对应AP的最佳发送功率PI发送PLCP PDU帧。AP也以最佳功率电平发送对于PLCP PDU帧的ACK到终端。用于ACK的最佳功率电平低于PI。
因此，基于RTS/CTS的发送功率控制机制允许在RTS帧和CTS帧的发送和接收所涉及的时间延迟之后进行PLCP PDU帧的发送。此外，RTS和CTS帧的发送增加了功耗。
最后，图10C是说明当在IEEE 802.11a WLAN通信系统中根据本发明实施例执行发送功率控制时的PLCP PDU帧的发送功率的图。
参考图10C，当根据本发明的实施例控制终端的发送功率时，终端以PMAX发送PLCP PDU帧的PLCP PREAMBLE和PLCP HEADER，并在最佳功率电平PI发送PLCP PDU帧的DATA，PI是足以到达接收终端的电平。同样，终端以最佳发送功率电平发送对于接收PLCP PDU帧的ACK到接收终端。该用于ACK的最佳发送功率低于PI。
因此，本发明的发送功率控制允许在最低发送功率电平发送PLCP PDU帧而无需额外的信号发送、接收和时间延迟。结果，增加了总的系统吞吐量并最小化了终端中的功耗。
已经参考图10A、10B和10C比较了根据本发明实施例的发送功率控制和基于RTS/CTS的发送功率控制。参考图11，在WLAN通信系统的系统吞吐量方面比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制。
图11是IEEE 802.11a WLAN通信系统中在系统吞吐量方面比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制的图表。
参考图11，竖轴表示以兆比特每秒(Mbps)为单位的系统吞吐量，横轴表示以米为单位的小区半径。根据本发明实施例的发送功率控制中的系统吞吐量比基于RTS/CTS的发送功率控制或基于功率降低的发送功率控制的吞吐量大。
参考图12，在WLAN通信系统的能量效率方面比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制。
图12是IEEE 802.11a WLAN通信系统中在能量效率方面比较基于功率降低的发送功率控制、基于RTS/CTS的发送功率控制以及根据本发明实施例的发送功率控制的图表。
参考图12，竖轴表示以兆比特每焦耳(Mbit/Joule)为单位的能量效率，横轴表示以米[m]为单位的小区半径。根据本发明实施例的发送功率控制中的能量效率比基于RTS/CTS的发送功率控制或基于功率降低的发送功率控制的能量效率高。
如上所述，本发明通过防止可能由于发送功率控制而引起的隐藏终端的出现而有利地最大化了系统吞吐量，同时最小化WLAN通信系统中的终端内的功耗。即，无需额外的帧发送或接收，就可以控制终端的发送功率。因此，终端的功耗被最小化并消除了发送功率控制遇到的隐藏终端的问题，防止了载波冲突。
虽然参考特定优选实施例说明并描述了本发明，本领域技术人员应当理解，可在形式和细节上作出各种改变而不背离由所附权利要求书定义的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法，所述帧具有帧结构，该帧结构包括包含与传输速率和在帧内发送的数据的长度有关的信息的头部字段以及包含数据的数据字段，该方法包括步骤：
以所述发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，从而该无线通信系统内除发送终端和接收终端外的第二终端可以确定资源正被使用；以及
以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
3.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法，所述帧具有帧结构，该帧结构包括包含与传输速率和在帧内发送的数据的长度有关的信息的头部字段以及包含数据的数据字段，该方法包括步骤：
在准备发送的帧的同时确定资源是否正被使用；
如果资源未被使用，以该发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端；以及
以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
4.如权利要求3所述的方法，其中确定所述资源是否正被使用的步骤包括步骤：确定无线通信系统内除发送终端外的第二终端是否在确定要发送帧的时刻正在发送数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中确定是否至少第二终端之一正在发送数据的步骤包括步骤：
从要被发送到至少第二终端之一的帧的头部字段检测关于传输速率以及帧长度的信息，导向终端之一的该帧在确定要从该终端发送该帧的时刻或之前被接收；
使用传输速率和长度信息确定要发送给至少第二终端之一的帧内包含的数据的传输持续时间；以及
如果确定要发送帧的时刻在要发送到至少第二终端之一的帧内的数据的传输持续时间之内，就确定至少第二终端之一正发送数据，以及如果确定要发送帧的时刻不在要发送到至少第二终端之一的帧内的数据的传输持续时间之内，就确定至少第二终端之一不在发送数据。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
7.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法，该帧具有PLCP(物理层会聚协议)PDU(协议数据单元)帧结构，该PLCP PDU帧结构包括指示PLCP PDU帧开始的PLCP前同步字段、包含关于传输速率以及在PLCPPDU帧内发送的数据的长度的PLCP头部字段、以及具有数据的数据字段，该方法包括步骤：
以该发送终端可用的最大发送功率电平发送PLCP前同步和头部字段到接收终端，从而该无线通信系统内除发送终端和接收终端外的第二终端可以识别出资源正被使用；以及
以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
9.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的方法，该帧具有PLCP(物理层会聚协议)PDU(协议数据单元)帧结构，该PLCP PDU帧结构包括指示PLCP PDU帧开始的PLCP前同步字段、包含关于传输速率以及在PLCPPDU帧内发送的数据的长度的PLCP头部字段、以及具有数据的数据字段，该方法包括步骤：
当要发送PLCP PDU帧时，确定资源是否正被使用；
如果资源未被使用，以该发送终端可用的最大发送功率电平发送PLCP前同步和头部字段到接收终端；以及
以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段。
10.如权利要求9所述的方法，其中确定所述资源是否正被使用的步骤包括步骤：确定无线通信系统内除发送终端外的第二终端是否在确定要发送PLCP PDU帧的时刻正在发送数据。
11.如权利要求10所述的方法，其中确定至少第二终端之一是否正在发送数据的步骤包括步骤：
从要被发送到至少第二终端之一的PLCP PDU帧的PLCP头部字段检测关于传输速率以及长度的信息，在确定要从该终端发送PLCP PDU帧的时刻或之前接收要发送到至少第二终端之一的PLCP PDU帧；
使用传输速率和长度信息确定要发送给至少第二终端之一的PLCP PDU帧内包含的数据的传输持续时间；以及
如果确定要发送PLCP PDU帧的时刻在要发送到至少第二终端之一的PLCP PDU帧内的数据的传输持续时间之内，就确定至少第二终端之一正在发送数据，以及如果确定要发送PLCP PDU帧的时刻不在要发送到至少第二终端之一的PLCP PDU帧内的数据的传输持续时间之内，就确定终端之一不在发送数据。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
13.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的系统，该帧具有帧结构，该帧结构包括包含关于传输速率以及在帧内发送的数据的长度的信息的头部字段、以及具有数据的数据字段，该系统包括：
发送终端，用于以该发送终端可用的最大发送功率电平发送头部字段到接收终端，从而该无线通信系统内除发送终端和接收终端外的第二终端可以识别资源正被使用，并以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段，
其中该接收终端接收该帧，使用包括在帧头部字段内的传输速率以及长度信息确定数据的传输持续时间，并在确定的数据传输持续时间内停止发送新帧。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
15.一种控制在无线通信系统中发送帧的终端的发送功率的系统，该帧具有PLCP(物理层会聚协议)PDU(协议数据单元)帧结构，该PLCP PDU帧结构包括指示PLCP PDU帧开始的PLCP前同步字段、包含关于传输速率以及在PLCPPDU帧内发送的数据的长度的PLCP头部字段、以及具有数据的数据字段，该系统包括：
发送终端，用于确定在要发送PLCP PDU帧的时刻资源是否正被使用，如果资源未被使用，则以该发送终端可用的最大发送功率电平发送PLCP前同步和头部字段到接收终端，以及以足以允许数据字段到达接收终端的最佳发送功率电平发送数据字段，
其中该接收终端接收PLCP PDU帧，使用包括在PLCP帧的PLCP头部字段中的传输速率和长度信息确定数据的传输持续时间，并在确定的数据的传输持续时间内停止发送新帧。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述资源是在其上发送/接收数据的载波。
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