DE102018216944A1 - Systeme und Verfahren zum Multi-User-Betrieb mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Multi-User-Betrieb mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung Download PDF

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Liwen Chu
Hongyuan Zhang
Hui-Ling Lou
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Marvell World Trade Ltd
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Abstract

Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ein Verfahren zum Einrichten eines Multi-User-Betriebs mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk bereit. Insbesondere wird ein Triggerrahmen an eine oder mehrere Client-Stationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk übertragen. Als Reaktion auf das Senden des Triggerrahmens werden ein oder mehrere Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfangen. Es wird dann bestimmt, ob die eine oder die mehreren Client-Stationen den Duplexbetrieb unterstützen. Ein Downlink-Datenpaket, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, wird an wenigstens eine bestimmte Client-Station übertragen, die einen Duplex-Betrieb unterstützt, während sie gleichzeitig das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfängt.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Offenbarung beansprucht den nach 35 U.S.C §119(e) die Priorität von U.S. Provisional Patentanmeldung Nr. 62/566,997 , eingereicht am 2. Oktober 2017, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • Anwendungsgebiet
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Medienzugriffssteuerung („media access control“, MAC) in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) und insbesondere auf einen Multi-User-Betrieb mit Duplex-MAC in WLANs.
  • Hintergrund der Offenbarungen
  • In 802.11-Standards für WLANs stellt die MAC-Subschicht Flusssteuerung und Multiplexing für das Übertragungsmedium bereit. Insbesondere wenn Daten an eine andere Vorrichtung im Netzwerk gesendet werden, steuert das MAC-Protokoll, wann Daten gesendet werden, und ob eine Wartezeit erforderlich ist, um Überlastung und Kollisionen von anderen Übertragungen zu vermeiden, die versuchen, um das gleiche Übertragungsmedium zu konkurrieren. Bestehende 802.11-Standards definieren einen Halbduplex-Medienzugriff für Downlink- und Uplink-Übertragungen. Zum Beispiel darf für einen Zugangspunkt, der mit mehreren Client-Stationen in einem WLAN kommuniziert, Downlink-Übertragung und Uplink-Übertragung unter den aktuellen 802.11-Standards nicht gleichzeitig stattfinden, da Rauschunterdrückung schwierig ist, wenn Downlink-Übertragung und Uplink-Übertragung denselben Kanal belegen. Der Datenübertragungsdurchsatz in dem WLAN ist somit üblicherweise begrenzt, da Downlink- und Uplink-Übertragung abwechselnd auftreten müssen.
  • Zusammenfassung
  • Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ein Verfahren zum Einrichten eines Multi-User-Betriebs mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk bereit. Insbesondere wird ein Triggerrahmen an eine oder mehrere Client-Stationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk übertragen. Als Reaktion auf das Senden des Triggerrahmens werden ein oder mehrere Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfangen. Es wird dann bestimmt, ob die eine oder die mehreren Client-Stationen den Duplexbetrieb unterstützen. Ein Downlink-Datenpaket, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, wird an wenigstens eine bestimmte Client-Station übertragen, die einen Duplex-Betrieb unterstützt, während sie gleichzeitig das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfängt.
  • In einigen Implementierungen ist das Downlink-Datenpaket als Reaktion auf das Ermitteln, dass die eine oder mehreren Client-Stationen Duplexbetrieb unterstützen, als eine Downlink-Multi-User-Protokollprotokolldateneinheit (PPDU) für den Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) konfiguriert, welches für die eine oder mehrere Client-Stationen bestimmt ist.
  • In einigen Implementierungen beginnt die Übertragung des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete und die Übertragung des Downlink-Datenpakets zu einem ersten Zeitpunkt und endet zu einem zweiten Zeitpunkt.
  • In einigen Implementierungen wird als Reaktion auf den Empfang des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete eine Downlink-Bestätigungsnachricht empfangen. Eine Uplink-Bestätigungsnachricht wird von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen als Antwort auf das Senden des Downlink-Datenpakets empfangen, während die Downlink-Bestätigungsnachricht übertragen wird.
  • In einigen Implementierungen wird ein Subkanal der einen der einen oder mehreren Client-Stationen zugeordnet, die Duplexübertragung sowohl für die Uplink-Übertragung als auch für die Downlink-Übertragung unterstützen.
  • In einigen Implementierungen ist ein erster Subkanal der einen der einen oder mehreren Client-Stationen zugeordnet, die Duplex-Übertragung für Uplink-Übertragung unterstützt. Ein zweiter Subkanal ist unterschiedlich zu dem ersten Subkanal zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen für die Downlink-Übertragung zugewiesen.
  • In einigen Implementierungen wird die Übertragung des Downlink-Datenpakets zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen verzögert, bis ein erstes Uplink-Multi-User-Datenpaket von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen erfasst wird, um eine Kollision mit einem zweiten Uplink-Multi-User-Datenpaket von einer anderen Client-Station zu vermeiden.
  • In einigen Implementierungen wird ein Clear-Channel-Assessment vor Senden des Downlink-Datenpakets durchgeführt, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an eine der einen oder mehreren Client-Stationen, um eine Kollision mit anderen Uplink-Multi-User-Datenpaketen von einer anderen Clientstation zu vermeiden.
  • In einigen Implementierungen umfasst das Downlink-Datenpaket, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, Triggerinformationen, die eine Uplink-Multi-User-Datenaggregat-Mediumzugriffssteuerprotokolldateneinheit („uplink multi-user data aggregated medium access control protocol data unit“, A-MPDU) anfordern.
  • In einigen Implementierungen wird Downlink-Multi-User-Übertragung durch Übertragen eines anderen Downlink-Datenpakets kaskadiert, während eine andere Uplink-Übertragung empfangen wird, nach der Übertragung des Downlink-Datenpakets, während das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete empfangen werden.
  • Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ferner eine Netzwerkvorrichtung bereit, die zum Einrichten eines Multi-User-Betriebs mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk konfiguriert ist. Die Netzwerkvorrichtung umfasst einen Speicher und einen drahtlosen Transceiver. Der drahtlose Transceiver ist konfiguriert zum Übertragen eines Triggerrahmens an eine oder mehrere Client-Stationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, und als Antwort auf Senden des Triggerrahmens, Empfangen eines oder mehrerer Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen. Die Netzwerkvorrichtung umfasst ferner einen Prozessor, der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die eine oder die mehreren Client-Stationen Duplex-Betrieb unterstützen. Der drahtlose Transceiver ist ferner konfiguriert zum Übertragen eines Downlink-Datenpakets, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an wenigstens eine bestimmte Client-Station, die den Duplex-Betrieb unterstützt, während gleichzeitigem Empfangen des einen oder der mehreren Uplink-Datenpaketen von der einen oder den mehreren Client-Stationen.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale der Offenbarung, ihre Natur und verschiedene Vorteile werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Teile beziehen, und in denen gilt:
    • 1 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte der Duplex-Übertragung mit Multi-User-Betrieb gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht;
    • 2 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte des Beginns der Duplexübertragung mit Multi-User-Betrieb erläutert, die in 1 diskutiert werden, gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform;
    • 3 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte eines alternativen Wegs zum Starten einer Duplex-Downlink-Multi-User-Übertragung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht;
    • 4 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte der Duplexübertragung mit Multi-User-Kaschierung gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht;
    • 5 zeigt ein beispielhaftes logisches Ablaufdiagramm, das Aspekte des Einrichtens einer Duplex-Übertragung mit einem Multi-User-Betrieb in einem WLAN veranschaulicht, wie beschrieben in Bezug auf 1-4 gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen;
    • 6 stellt ein beispielhaftes logisches Flussdiagramm bereit, das das Einrichten von Uplink- und Downlink-Multi-User-Übertragungen zur gleichen Zeit gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht;
    • 7 stellt ein beispielhaftes Logikflussdiagramm bereit, das das Starten einer Downlink-Multi-User-Übertragung zum Vermeiden einer Kollision mit einer Uplink-Übertragung, die für den Zugangspunkt in einem WLAN bestimmt ist, gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht; und
    • 8 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm 800 eines Beispiels einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 805 gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Diese Offenbarung beschreibt Verfahren und Systeme für den Multi-User-Betrieb mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung (MAC) in einem 802.11 drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN).
  • In existierenden 802.11-Standards für WLANs erlaubt das MAC-Steuerungsprotokoll typischerweise keine simultanen Downlink- und Uplink-Übertragungen aufgrund von Schwierigkeiten in der Rauschunterdrückung, wenn Downlink- und Uplink-Übertragungen denselben drahtlosen Kanal teilen. Wenn zum Beispiel in einem WLAN eine Client-Station ein Paket an einen Zugangspunkt sendet (Uplink), muss der Zugangspunkt bis zum Ende der Übertragung warten, eine Bestätigung an die Client-Station senden und anschließend auf eine Back-Off-Periode warten, bis der Kanal gelöscht ist, und dann mit der Downlink-Übertragung zu der Client-Station beginnen. In ähnlicher Weise kann, wenn der Zugangspunkt Daten an die Client-Station sendet (Downlink), keine Uplink-Übertragung zur gleichen Zeit wie die Downlink-Übertragung durchgeführt werden - alle anderen Client-Stationen müssen auf die Downlink-Übertragung vom Zugangspunkt zum Ende warten, bevor der Zugangspunkt irgendeine Uplink-Übertragungen empfangen kann. Dieses Halbduplex-Übertragungsschema in einem herkömmlichen WLAN hat den Datendurchsatz des Netzwerks stark eingeschränkt. Insbesondere für 802.11ax, in dem verschiedene Multi-User-Operationen definiert sind, wie zum Beispiel orthogonaler Downlink-Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (OFDMA), Downlink-Multi-User-Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO), Downlink-OFDMA und MIMO, Uplink-OFDMA, Uplink-Multi-User-MIMO und Uplink-OFDMA und MIMO und/oder dergleichen kann das Halbduplex- (nur Downlink- oder Uplink-) Übertragungsschema sehr ineffizient sein, um die Übertragungsanforderungen mehrerer Client-Stationen in den WLANs zu erfüllen.
  • Hierin beschriebene Ausführungsformen stellen ein MAC-Steuerschema bereit, das Duplex-Übertragung in WLANs ermöglicht. Zum Beispiel kann Uplink-Übertragung von einer Client-Station zu dem Zugangspunkt und Downlink-Übertragung von dem Zugangspunkt zu der Client-Station (oder einer anderen Client-Station) gleichzeitig durchgeführt werden. Anschließend können Bestätigungsnachrichten bidirektional gleichzeitig ausgetauscht werden. Die Downlink- und Uplink-Multi-User-Datenrahmen können gleichzeitig einem Triggerrahmen folgen und gleichzeitig enden. Die MAC-Rahmen-Header für die Duplexübertragung werden diskutiert in U.S. Patent Nr. 9,450,743 , erteilt am 20. September 2018, welches ausdrücklich hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
  • 1 stellt ein Blockdiagramm 100 bereit, das Aspekte einer Duplexübertragung mit Multi-User-Betrieb gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht. Diagramm 100 zeigt ein WLAN mit einem Zugangspunkt 105 und Client-Stationen 111-112. Um die Duplexübertragung einzuleiten, sendet der Zugriffspunkt 105 nach einer Back-Off-Periode 101, um auf das Löschen des Kanals zu warten, einen Triggerrahmen 102 an die Client-Stationen 111-112, um die Uplink-Übertragung auszulösen. Der Zugriffspunkt 105 entscheidet, ob eine Duplex-Multi-User-Übertragung nach dem Senden des Triggerrahmens 102 initiiert werden soll. Wenn der Zugangspunkt 105 beschließt, eine Duplexübertragung zu initiieren, kann der Zugangspunkt 105 einen Downlink-Datenrahmen in der Form einer Multi-User-Protokolldateneinheit („Physical Layer Convergence Protocol“, PPPU) konfigurieren, die an den Clientstationen bestimmt sind, die den Duplexbetrieb unterstützen. Insbesondere können Downlink-Daten von dem Zugangspunkt 105 zu den Client-Stationen 111 - 112 in Form von Downlink-Multi-User-PPDUs 106a - b übertragen werden, während die Uplink-Übertragung zur gleichen Zeit initiiert werden kann. Zum Beispiel können Uplink-Hocheffizienz (HE) -Trigger-basierte (TB) PPDUs 103 und 104 von den Client-Stationen 111-112 jeweils zu dem Zugriffspunkt 105 zur gleichen Zeit übertragen werden. In einer Ausführungsform enden jede der Downlink-Multi-User-PPDUs 106a-b und die Uplink-HE-TB-PPDUs 103 und 104 gleichzeitig.
  • In einigen Ausführungsformen können die Client-Stationen 111-112 nach Empfang des Triggerrahmens 102 eine Clear-Channel-Assessment- (CCA-) Abtastung durchführen, um zu bestimmen, ob der Kanal zur Übertragung frei ist, wenn der Triggerrahmen 102 anzeigt, dass die CCA-Abtastung vor irgendeiner Uplink-Übertragung erforderlich ist.
  • In einigen Ausführungsformen können nach dem Ende der Uplink- und Downlink-Datenübertragung 103, 104, 106a-b Bestätigungsnachrichten gesendet werden, um den Empfang der Daten zu bestätigen. Zum Beispiel kann die Client-Station 111 die Bestätigung 115 senden, um den Empfang der Downlink-PPDU 106a zu bestätigen; Client-Station 112 kann eine Bestätigung 114 senden, um die Downlink-PPDU 106b zu bestätigen; und der Zugangspunkt kann die Bestätigungsnachrichten 116a-b senden, um Uplink-PPDUs 103 bzw. 104 zu bestätigen. Die Downlink-Bestätigung 116a-b und die Uplink-Bestätigung 103-104 können gleichzeitig beginnen, können jedoch unterschiedliche Längen haben und nicht notwendigerweise gleichzeitig enden.
  • In einigen Ausführungsformen, wenn es nur eine Client-Station in dem WLAN gibt, z.B. Client-Station 112 nicht existiert, gilt die im Diagramm 100 beschriebene Duplexübertragung immer noch, mit der Ausnahme, dass der Zugangspunkt 105 Downlink-Daten 106a in Form von Einzelbenutzer-PPDUs übertragen kann.
  • Bandbreite für Downlink- oder Uplink-Übertragung kann zwischen den Client-Stationen 111-112 geteilt werden. Zum Beispiel kann jede Client-Station dem gleichen Downlink- und Uplink-Subkanal (einer Ressourceneinheit) zugeordnet sein. Oder alternativ kann jede Client-Station einen anderen Downlink- und Uplink-Subkanal (Ressourceneinheit) haben. Zum Beispiel wird die Downlink-Ressourceneinheit einer Client-Station durch die Uplink-Ressourceneinheit der Client-Station abgedeckt, z.B. wird der Downlink-Übertragung zu der Client-Station eine Ressourceneinheit zugeteilt, die eine Teilmenge der Uplink-Ressourceneinheit ist, die dem Client zugewiesen ist. Beispielsweise wird die Uplink-Ressourceneinheit einer Client-Station durch die Downlink-Ressourceneinheit der Client-Station abgedeckt, Beispielsweise wird der Uplink-Übertragung an die Client-Station eine Ressourceneinheit zugeteilt, die eine Teilmenge der Downlink-Ressourceneinheit ist, die der Client-Station zugewiesen ist. Oder alternativ können die Uplink-Ressourceneinheit und die Downlink-Ressourceneinheit, die der Client-Station zugeordnet sind, sich mit einem anderen Beispiel überlappen, aber nicht einander enthalten.
  • 2 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte des Beginns der Duplexübertragung mit Multi-User-Betrieb erläutert, die in 1 diskutiert werden, gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform. Das Diagramm 200 zeigt eine Duplexübertragung mit Multi-User-Betrieb, wenn eine neue Clientstation 113 dem WLAN mit dem Zugangspunkt 105 und den Clientstationen 111 - 112 (wie in Diagramm 100 in 1 dargestellt) beitritt. Die neue Client-Station 113 kann sich dem WLAN anschließen, um eine Downlink- oder Uplink-Übertragung einzuleiten.
  • In einigen Ausführungsformen sind Client-Stationen, die der Uplink-Multi-User-Operation beitreten, die gleichen wie Client-Stationen, die Downlink-Multi-User-Operation verbinden, z.B. kann jede neue Client-Station sowohl dem Uplink- als auch dem Downlink-Multi-User-Betrieb beitreten. In einigen Ausführungsformen können sich Client-Stationen, die dem Uplink-Multi-User-Betrieb beitreten, überlappen, können sich aber von der Gruppe von Client-Stationen unterscheiden, die dem Downlink-Multi-User-Betrieb beitreten. Wenn in diesem Fall ein Downlink-Multi-User-Ziel die Uplink-Übertragung von einer anderen Client-Station empfangen kann, kann eine Kollision auftreten. Zum Beispiel, wie in Diagramm 200 gezeigt, wenn die Client-Station 113 als ein Downlink-Multi-User-Ziel verbindet, kann die Client-Station 113 auch die Uplink-Übertragung 104 von der Client-Station 112 empfangen, wobei eine Kollision auftreten kann, da die Client-Station 113 nicht in der Lage ist, die Downlink-Multi-User-PPDU 106c von dem Zugriffspunkt 105 korrekt zu empfangen.
  • Um Duplex-Downlink-Multi-User-Übertragung zu starten und eine Kollision zu vermeiden (z.B. zwischen Downlink-Übertragung 106c und Uplink-Übertragung 104, wie oben beschrieben), kann der Zugangspunkt 105 die Downlink-Multi-Benutzer-Duplex-Übertragung 106c verzögern, bis eine Uplink-Übertragung von der Client-Station 113 detektiert wird, z.B. nachdem die Legacy-PHY-SIG und/oder eine 802.11ax PHY-ISIG korrekt von einer Uplink-Übertragung empfangen und detektiert wurde. Auf diese Weise kann die Client-Station 113 eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, die Downlink-Übertragung 106c korrekt zu empfangen, ohne mit der Uplink-Übertragung 104 von der Client-Vorrichtung zu kollidieren. Alternativ kann die Übertragung der Downlink-Multi-User-Duplex-PPDU und die Übertragung der Uplink-Multi-User-Duplex-PPDU zur gleichen Zeit beginnen und gleichzeitig enden, wie in dem Beispiel im Diagramm 200 gezeigt. Oder der Zugangspunkt 105 kann eine Standardzeit für die Downlink-Übertragung 106c planen, um zu starten, wenn innerhalb einer Zeitspanne keine Uplink-Übertragung von der Client-Station 113 empfangen wird, was bedeutet, dass die Client-Station 113 beschäftigt sein kann.
  • 3 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte eines alternativen Wegs zum Starten einer Duplex-Downlink-Multi-User-Übertragung gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht. Diagramm 300 zeigt, dass nach einer Back-Off-Periode 121 eine Client-Station (z.B. 111) zuerst eine Uplink-Übertragung initiieren kann (z.B. 103). Nachdem der Zugangspunkt 105 die Uplink-PPDU bei 103 empfangen hat, kann der Zugangspunkt 105 bestimmen, ob die Client-Station 111 Duplexübertragung unterstützt. Der Zugangspunkt 105 ermittelt dann, dass der Zugangspunkt die bestimmte Vorrichtung ist, und die PPDU-Länge von der empfangenen PPDU von der Uplink-Übertragung (z.B. 103). Der Zugangspunkt 105 kann dann Downlink-Multi-User-PPDUs 106a-b an Client-Stationen übertragen, die einen TXOP-Initiator enthalten. Bestätigungsnachrichten 115 und 116a können zwischen dem Zugriffspunkt und den Client-Stationen jeweils ausgetauscht werden. Der Prozess 131 kann nach einer Back-Off-Periode 122 wiederholt werden, z.B. können in dem Prozess 132 die Duplex-Downlink-Multi-User-Übertragungen 125a - 125b auf ähnliche Weise gestartet werden, nachdem der Zugangspunkt 105 die initiierende Uplink-Multi-User-PPDU empfangen hat 113.
  • Da in Diagramm 300 die Client-Stationen 112 und 113 PPDUs sowohl von der Client-Station 123 als auch dem Zugangspunkt 105 empfangen können, empfangen die Client-Stationen 112-113 die Downlink-Multi-User-PPDUs (z.B. 125a-b) möglicherweise nicht korrekt.
  • 4 stellt ein Blockdiagramm bereit, das Aspekte der Duplexübertragung mit Multi-User-Kaskadierung gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform veranschaulicht. Das Diagramm 400 zeigt, dass nach einer Back-Off-Periode 121 zum Löschen des Kanals und eines nachfolgenden Triggerrahmens 102 von dem Zugangspunkt 121 eine Duplex-Uplink-Übertragung und Downlink-Übertragung „aufgefächert“ werden kann. Zum Beispiel die Downlink-Multi-User-PPDUs 114 und 116 können eine Uplink-Multi-User-Datenaggregat-MAC-Protokolldateneinheit (MPDU) anfordern. Somit kann eine Duplex-Multi-User-Übertragung mit einer Kaskadenoperation für mehrere Benutzer kombiniert werden, z.B. können die Uplink-Übertragung 113, 117 zusammen mit Downlink-Übertragungen 114, 116 als Uplink-Übertragungen 123, 127 und Downlink-Übertragungen 124 und 126 wiederholt werden.
  • 5 - 7 zeigen beispielhafte Logikflussdiagramme, die verschiedene Aspekte der Herstellung einer Duplexübertragung mit Multi-User-Betrieb in einem WLAN veranschaulichen, wie beschrieben in Bezug auf 1-4, gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen. Die Prozesse 500 - 800 können in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (805 in 8) implementiert werden, die in Übereinstimmung mit dem 802.11-Standard betrieben wird, z.B. 802.11 ax, 802.11az, etc.
  • In Diagramm 500 kann bei 502 ein Zugangspunkt in einem WLAN einen Triggerrahmen an eine oder mehrere Clientstationen in dem WLAN senden, siehe z.B. den Triggerrahmen 102, der von dem Zugangspunkt 105 zu den Clientstationen 111 - 112 in 1 übertragen wird. Bei 504 kann der Zugriffspunkt als Reaktion auf die Übertragung des Triggerrahmens ein oder mehrere Uplink-Datenpakete (siehe z.B. 103, 104 in 1) von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfangen. Bei 506 kann der Zugangspunkt bestimmen, ob eine oder mehrere Clientstationen Duplexbetrieb unterstützen, und ein Downlink-Datenpaket (z.B. 106a, 106b in 1) senden, das in einem Multibenutzerdatenformat für Clientstationen konfiguriert ist, die Duplex unterstützen, während des Empfangs des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete.
  • 6 stellt ein beispielhaftes logisches Flussdiagramm bereit, das das Einrichten von Uplink- und Downlink-Multi-User-Übertragungen zur gleichen Zeit gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht. Bei 602 kann der Zugangspunkt einen Triggerrahmen (z.B. 102 in 1) an eine oder mehrere Clientstationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk senden. Bei 604 kann der Zugangspunkt eine Downlink-Multi-User-PPDU zu einer oder mehreren bestimmten Client-Stationen konfigurieren und senden. Bei 606 kann der Zugangspunkt gleichzeitig Uplink-Multi-User-PPDUs empfangen, die gleichzeitig mit den Downlink-Multi-User-PPDUs von der einen oder den mehreren Client-Stationen starten und enden.
  • 7 stellt ein beispielhaftes Logikflussdiagramm bereit, das das Starten einer Downlink-Multi-User-Übertragung zum Vermeiden einer Kollision mit einer Uplink-Übertragung, die für den Zugangspunkt in einem WLAN bestimmt ist, gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht. Bei 702 kann der Zugangspunkt damit beginnen, einen Triggerrahmen an eine oder mehrere Client-Stationen in dem WLAN zu übertragen und dann die Downlink-Übertragung der Downlink-Multi-User-PPDUs bei 704 zu verzögern. Zum Beispiel, wie in 2 gezeigt, wenn die Client-Station 113 ein Ziel für die Downlink-Multi-User-PPDU 106c ist, aber die Client-Station 113 auch die Uplink-Übertragung 104 empfangen kann, kann eine Kollision auftreten. Somit kann der Zugangspunkt 105 die Übertragung der Downlink-PPDU 106c zurückstellen.
  • Bei 706 kann der Zugangspunkt eine Uplink-Multi-User-A-MPDU von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfangen und die Uplink-Multi-User-A-MPDU dekodieren, um bei 708 zu bestimmen, ob die eine oder die mehreren Clientstationen für die Duplexübertragung verfügbar sind. Bei 710, wenn die eine oder mehreren Client-Stationen für die Duplex-Übertragung verfügbar sind, kann der Zugangspunkt die Downlink-Multi-User-PPDU an die eine oder mehreren bestimmten Client-Stationen senden. Alternativ, wenn die eine oder die mehreren Clientstationen für die Duplexübertragung nicht verfügbar sind, kann der Zugangspunkt warten, bis die Uplink-Multi-User-A-MPDU-Übertragung abgeschlossen ist, die Bestätigungsnachricht senden und dann die Downlink-PPDU übertragen, wenn der Kanal frei ist.
  • 8 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm 800 eines Beispiels einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 805 gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. Verschiedene Beispiele der Vorrichtung 805 umfassen einen AP, eine Basisstation (BS), eine Clientvorrichtung, ein Zugangsterminal (AT), eine Client-Station oder eine Mobilstation (MS) und/oder dergleichen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 805 den Zugangspunkt oder die Client-Vorrichtung darstellen, die diskutiert werden in 1-7.
  • Die Vorrichtung 805 kann eine Prozessorelektronik 810 wie etwa einen oder mehrere Prozessoren enthalten, die Verfahren implementieren, die die in dieser Offenbarung vorgestellten Techniken bewirken. Die Prozessorelektronik 810 kann betreibbar sein, um computerlesbare Anweisungen auszuführen, die, wenn sie auf der Prozessorelektronik 810 ausgeführt werden, die Vorrichtung 805 veranlassen, Verfahren (z.B. Prozesse 500-700) zu implementieren, die die in dieser Offenbarung vorgestellten Techniken bewirken. Zum Beispiel kann die Prozessorelektronik 810 eine empfangene Uplink-A-MPDU decodieren, um zu bestimmen, ob eine Clientstation Duplexübertragung unterstützt, oder um eine Legacy-PHY-SIG oder 802.11-PHY-ISIG von der Uplink-A-MPDU zu identifizieren.
  • Die Vorrichtung 805 kann Transceiver-Elektronik 815 (z. B. einen Sender, Empfänger oder Transceiver) enthalten, um drahtlose Signale über eine oder mehrere Antennen 820a-820b zu senden und/oder zu empfangen. In einigen Ausführungsformen kann die Transceiver-Elektronik 815 mehrere Funkeinheiten umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst eine Funkeinheit eine Basisbandeinheit (BBU) und eine Radiofrequenzeinheit (RFU) zum Senden und Empfangen von Signalen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung 805 dedizierte Schaltungen zum Senden (z.B. einen dedizierten Sender) und dedizierte Schaltungen zum Empfangen (z.B. einen dedizierten Empfänger). Zum Beispiel kann die Transceiver-Elektronik 815 einen oder mehrere Empfänger umfassen, die ein oder mehrere Signale von einer oder mehreren Antennen 820a bis 820b empfangen, die über einen oder mehrere WLAN-Kanäle übertragen werden. Die Transceiver-Antennen 820a-b und die Transceiver-Elektronik 815 sind konfiguriert zum
  • Die Vorrichtung 805 kann einen oder mehrere Speicher 225 enthalten, die zum Speichern von Informationen wie Daten und/oder Anweisungen konfiguriert sind (z. B. computerlesbare Anweisungen, die die Vorrichtung 805 dazu veranlassen, Verfahren zu implementieren, die die in dieser Offenbarung dargestellten Techniken bewirken.
  • Verschiedene Ausführungsformen, die in Verbindung mit 1-8 diskutiert werden, werden durch verschiedene elektronische Komponenten von einer oder mehreren elektronischen Schaltungen ausgeführt, wie beispielsweise eine integrierte Schaltung, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), DSP und/oder dergleichen. Verschiedene Komponenten, die in dieser Offenbarung diskutiert werden, wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Netzwerkvorrichtungen (z.B. drahtloser AP, LP-Vorrichtungen, die beschrieben werden in Bezug auf 1-8) und/oder dergleichen, sind so konfiguriert, dass sie einen Satz elektronischer Schaltungskomponenten enthalten und kommunikativ auf einer oder mehreren elektronischen Schaltungen arbeiten. Jede elektronische Schaltung ist so konfiguriert, dass sie jedes von Logikgattern, Speicherzellen, Verstärkern, Filtern und/oder dergleichen enthält, aber nicht darauf beschränkt ist. Verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen und Komponenten sind so konfiguriert, dass sie wenigstens teilweise durch prozessorausführbare Anweisungen betrieben und/oder implementiert werden, die auf einem oder mehreren temporären oder nicht transitorischen prozessorlesbaren Medien gespeichert sind.
  • Während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin gezeigt und beschrieben wurden, werden solche Ausführungsformen nur als Beispiel bereitgestellt. Zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen, die sich auf hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen, sind anwendbar, ohne von der Offenbarung abzuweichen. Es ist anzumerken, dass verschiedene Alternativen zu den hierin beschriebenen Ausführungsformen der Offenbarung bei der Ausführung der Offenbarung verwendet werden können. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche den Umfang der Offenbarung definieren und dass Verfahren und Strukturen innerhalb des Schutzbereichs dieser Ansprüche und ihrer Äquivalente dadurch abgedeckt werden.
  • Während Operationen in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, ist dies nicht so zu verstehen, dass solche Operationen in der gezeigten bestimmten Reihenfolge oder in sequentieller Reihenfolge durchgeführt werden müssen, oder dass alle dargestellten Operationen durchgeführt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
  • Der Gegenstand dieser Beschreibung wurde im Hinblick auf bestimmte Aspekte beschrieben, aber andere Aspekte können implementiert werden und liegen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche. Zum Beispiel können die in den Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und dennoch wünschenswerte Ergebnisse erzielen. Als ein Beispiel, der in 10 dargestellte Prozess erfordert nicht notwendigerweise die gezeigte bestimmte Reihenfolge oder die sequentielle Reihenfolge, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. In bestimmten Implementierungen können Multitasking und parallele Verarbeitung vorteilhaft sein. Andere Variationen fallen in den Umfang der folgenden Ansprüche.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • US 9450743 [0018]

Claims (20)

  1. Verfahren zum Einrichten eines Multi-User-Betriebs mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, wobei das Verfahren umfasst: Übertragen eines Triggerrahmens an eine oder mehrere Client-Stationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk; als Reaktion auf Senden des Triggerrahmens, Empfangen eines oder mehrerer Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen; Bestimmen, ob die eine oder die mehreren Client-Stationen Duplex-Betrieb unterstützen; und Übertragen eines Downlink-Datenpakets, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an wenigstens eine bestimmte Client-Station, die den Duplex-Betrieb unterstützt, während gleichzeitigem Empfangen des einen oder der mehreren Uplink-Datenpaketen von der einen oder den mehreren Client-Stationen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: als Reaktion auf Bestimmen, dass die eine oder mehreren Client-Stationen Duplexbetrieb unterstützen, Konfigurieren des Downlink-Datenpakets als Downlink-Multi-User-Protokoll (PLCP) -Protokolldateneinheit, die für die eine oder mehreren Client-Stationen bestimmt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Übertragung des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete und die Übertragung des Downlink-Datenpakets zu einem ersten Zeitpunkt beginnt und zu einem zweiten Zeitpunkt endet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: als Reaktion auf Empfangen des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete, Senden einer Downlink-Bestätigungsnachricht; und Empfangen einer Uplink-Bestätigungsnachricht von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen als Antwort auf Senden des Downlink-Datenpakets, während die Downlink-Bestätigungsnachricht gesendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Zuordnen eines Subkanals zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen, die Duplex-Übertragungen sowohl für die Uplink-Übertragung als auch für die Downlink-Übertragung unterstützen.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Zuordnen eines ersten Subkanals zu der einen der einen oder den mehreren Client-Stationen, die Duplex-Übertragung für die Uplink-Übertragungen unterstützen; und Zuordnen eines zweiten Subkanals, der sich von dem ersten Subkanal unterscheidet, zu der einen der einen oder den mehreren Client-Stationen für die Downlink-Übertragung.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Verzögern der Übertragung des Downlink-Datenpakets zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen, bis ein erstes Uplink-Multi-User-Datenpaket von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen erfasst wird, um eine Kollision mit einem zweiten Uplink-Multi-User-Datenpaket von einer anderen Client-Station zu vermeiden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Durchführen einer Clear-Channel-Assessments vor Senden des Downlink-Datenpakets, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an eine der einen oder mehreren Client-Stationen, um eine Kollision mit anderen Uplink-Multi-User-Datenpaketen von einer anderen Clientstation zu vermeiden.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Downlink-Datenpaket, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, Triggerinformationen enthält, die eine Uplink-Multi-User-Datenaggregat-Mediumzugriffssteuerprotokolldateneinheit („uplink multi-user data aggregated medium access control protocol data unit“, A-MPDU) anfordern.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Kaskadieren von Downlink-Multi-User-Übertragung durch Übertragen eines anderen Downlink-Datenpakets, während eine andere Uplink-Übertragung empfangen wird, nach der Übertragung des Downlink-Datenpakets, während das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete empfangen werden.
  11. Netzwerkvorrichtung, die zum Einrichten eines Multi-User-Betriebs mit Duplex-Mediumzugriffssteuerung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk konfiguriert ist, wobei die Netzwerkvorrichtung umfasst: Speicher; einen drahtlosen Transceiver, der konfiguriert ist zum: Übertragen eines Triggerrahmens an eine oder mehrere Client-Stationen in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, und als Antwort auf Senden des Triggerrahmens, Empfangen eines oder mehrerer Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die eine oder die mehreren Client-Stationen Duplexbetrieb unterstützen, wobei der drahtlose Transceiver ferner konfiguriert ist zum Senden eines Downlink-Datenpakets, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an wenigstens eine bestimmte Client-Station, die einen Duplexbetrieb unterstützt, während gleichzeitig das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete von der einen oder den mehreren Client-Stationen empfangen werden.
  12. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: als Reaktion auf Bestimmen, dass die eine oder mehreren Client-Stationen Duplexbetrieb unterstützen, Konfigurieren des Downlink-Datenpakets als Downlink-Multi-User-Protokoll (PLCP) -Protokolldateneinheit, die für die eine oder mehreren Client-Stationen bestimmt ist.
  13. Netzwerkgerät nach Anspruch 11, wobei die Übertragung des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete und die Übertragung des Downlink-Datenpakets zu einem ersten Zeitpunkt beginnt und zu einem zweiten Zeitpunkt endet.
  14. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: als Reaktion auf Empfangen des einen oder der mehreren Uplink-Datenpakete, Senden einer Downlink-Bestätigungsnachricht; und Empfangen einer Uplink-Bestätigungsnachricht von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen als Antwort auf Senden des Downlink-Datenpakets, während die Downlink-Bestätigungsnachricht gesendet wird.
  15. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: Zuordnen eines Subkanals zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen, die Duplex-Übertragungen sowohl für die Uplink-Übertragung als auch für die Downlink-Übertragung unterstützen.
  16. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: Zuordnen eines ersten Subkanals zu der einen der einen oder den mehreren Client-Stationen, die Duplex-Übertragung für die Uplink-Übertragungen unterstützen; und Zuordnen eines zweiten Subkanals, der sich von dem ersten Subkanal unterscheidet, zu der einen der einen oder den mehreren Client-Stationen für die Downlink-Übertragung.
  17. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: Verzögern der Übertragung des Downlink-Datenpakets zu der einen der einen oder mehreren Client-Stationen, bis ein erstes Uplink-Multi-User-Datenpaket von der einen der einen oder mehreren Client-Stationen erfasst wird, um eine Kollision mit einem zweiten Uplink-Multi-User-Datenpaket von einer anderen Client-Station zu vermeiden.
  18. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: Durchführen einer Clear-Channel-Assessments vor Senden des Downlink-Datenpakets, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, an eine der einen oder mehreren Client-Stationen, um eine Kollision mit anderen Uplink-Multi-User-Datenpaketen von einer anderen Clientstation zu vermeiden.
  19. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Downlink-Datenpaket, das in einem Multibenutzerdatenformat konfiguriert ist, Triggerinformationen enthält, die eine Uplink-Multi-User-Datenaggregat-Mediumzugriffssteuerprotokolldateneinheit („uplink multi-user data aggregated medium access control protocol data unit“, A-MPDU) anfordern.
  20. Netzwerkvorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist zum: Kaskadieren von Downlink-Multi-User-Übertragung durch Übertragen eines anderen Downlink-Datenpakets, während eine andere Uplink-Übertragung empfangen wird, nach der Übertragung des Downlink-Datenpakets, während das eine oder die mehreren Uplink-Datenpakete empfangen werden.
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