ES2832498T3 - Método de acceso al canal para una estación y sistema de red de acceso local inalámbrico de muy alto rendimiento (VHT) que apoya el método de acceso al canal - Google Patents
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Abstract
Un método de acceso al canal en un sistema WLAN que utiliza una pluralidad de subcanales contiguos, caracterizado por que una trama de liberación para enviar, CTS, se transmite a través de uno de los subcanales por una estación de destino a una estación origen en respuesta a una trama de solicitud de envío, RTS, recibida, en donde la trama CTS es transmitida por la estación de destino a la estación origen a través del mismo subcanal que la trama RTS, en donde la trama CTS comprende una indicación de una pluralidad de subcanales para los cuales la estación origen tiene una oportunidad de transmisión de transmitir una trama subsiguiente.
Description
DESCRIPCIÓN
Método de acceso al canal para una estación y sistema de red de acceso local inalámbrico de muy alto rendimiento (VHT) que apoya el método de acceso al canal
Campo técnico
La presente invención se refiere a una red de acceso local inalámbrica (WLAN), y más particularmente, a un mecanismo de acceso al canal en un sistema WLAN de muy alto rendimiento (VHT) y una estación que soporta el mecanismo de acceso al canal.
Antecedentes de la técnica
Con el avance de las tecnologías de comunicación de información, recientemente se han desarrollado varias tecnologías de comunicación inalámbrica. Entre las tecnologías de comunicación inalámbrica, una red de acceso local inalámbrica (WLAN) es una tecnología mediante la cual el acceso a Internet de super alta velocidad es posible de forma inalámbrica en hogares o empresas o en una región que brinde un servicio específico mediante el uso de un terminal portátil como un asistente digital personal (PDA), una computadora portátil, un reproductor multimedia portátil (PMP), etc.
Desde que se estableció en febrero de 1980 el instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE) 802, es decir, una organización de estandarización para tecnologías WLAN, se han realizado muchos trabajos de estandarización. En la tecnología WLAN inicial, se utilizó una frecuencia de 2,4 GHz según el IEEE 802.11 para soportar una tasa de datos de 1 a 2 Mbps mediante el uso de saltos de frecuencia, espectro ensanchado, comunicación de rayos infrarrojos, etc. Recientemente, la tecnología WLAN puede soportar una tasa de datos de hasta 54 Mbps mediante el uso de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Además, el IEEE 802.11 está desarrollando o comercializando estándares de diversas tecnologías, como mejora de la calidad de servicio (QoS), compatibilidad del protocolo de punto de acceso (AP), mejora de la seguridad, medición de recursos de radio, acceso inalámbrico en entornos vehiculares, itinerancia rápida, redes en malla, interfuncionamiento con redes externas, gestión de redes inalámbricas, etc.
En IEEE 802.11, IEEE 802.11b admite una tasa de datos de hasta 11 Mbps mediante el uso de una banda de frecuencia de 2,4 GHz. El IEEE 802.11a comercializado después del IEEE 802.11b usa una banda de frecuencia de 5 GHz en lugar de la banda de frecuencia de 2,4 GHz y por lo tanto reduce significativamente la influencia de la interferencia en comparación con la banda de frecuencia muy congestionada de 2,4 GHz. Además, el IEEE 802.11a ha mejorado la tasa de datos hasta 54 Mbps mediante el uso de la tecnología OFDM. Sin embargo, es una desventaja que el IEEE 802.11a tiene una distancia de comunicación más corta que el IEEE 802.11b. De manera similar al IEEE 802.11b, el IEEE 802.11 g realiza una tasa de datos de hasta 54 Mbps mediante el uso de la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Debido a su compatibilidad con versiones anteriores, el IEEE 802.11 g está llamando la atención, y es ventajoso sobre el IEEE 802.11a en términos de distancia de comunicación.
El IEEE 802.11 n es un estándar técnico introducido relativamente recientemente para superar una velocidad de datos limitada que se ha considerado un inconveniente en la WLAN. El IEEE 802.11n está diseñado para aumentar la velocidad y confiabilidad de la red y para extender la distancia operativa de una red inalámbrica. Más específicamente, el IEEE 802.11 n admite un alto rendimiento (HT), es decir, una velocidad de procesamiento de datos de hasta 540 Mbps en una banda de frecuencia de 5 GHz, y se basa en una técnica de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) que utiliza múltiples antenas tanto en un transmisor como en un receptor para minimizar un error de transmisión y optimizar una tasa de datos. Además, este estándar puede usar un esquema de codificación que transmite varias copias duplicadas para aumentar la confiabilidad de los datos y también puede usar la OFDM para soportar una tasa de datos más alta.
Mientras tanto, un mecanismo de acceso básico de un mecanismo de acceso al medio (MAC) IEEE 802.11 es un acceso múltiple con detección de portadora con prevención de colisiones (CSMA/CA) combinado con una postergación exponencial binaria. El mecanismo CSMA/CA también se denomina función de coordenadas distribuidas (DCF) del IEEE 802.11 MAC, y básicamente emplea un mecanismo de acceso de "escuchar antes de hablar". En este tipo de mecanismo de acceso, una estación (STA) escucha un canal o medio inalámbrico antes de iniciar la transmisión. Como resultado de la escucha, si se detecta que el medio no está en uso, una STA que escucha inicia su transmisión. De lo contrario, si se detecta que el medio está en uso, la STA no inicia su transmisión sino que introduce una duración de retardo determinada por el algoritmo de postergación exponencial binaria.
El mecanismo CSMA/CA también incluye detección de portadora virtual además de detección de portadora física en la que la STA escucha directamente el medio. La detección de portadora virtual está diseñada para compensar una limitación en la detección de portadora física, como un problema de nodo oculto. Para el envío de la portadora virtual, el IEEE 802.11 MAC utiliza un vector de asignación de red (NAV). El NAV es un valor transmitido por una STA, que actualmente usa el medio o tiene derecho a usar el medio, a otra STA para indicar un tiempo restante antes de que el medio regrese a un estado disponible. Por tanto, un valor fijado al NAV corresponde a una duración reservada para el uso del medio por una STA que transmite una trama correspondiente.
Uno de los procedimientos para establecer el NAV es un procedimiento de intercambio de una trama de solicitud de envío (RTS) y una trama de liberación para enviar (CTS). La trama RTS y la trama CTS incluyen información capaz de retrasar la transmisión de tramas desde las STA receptoras mediante el reporte de la próxima transmisión de la trama a las STA receptoras. La información puede incluirse en una duración almacenada de la trama RTS y la trama CTS. Después de realizar el intercambio de la trama RTS y la trama CTS, una STA de origen transmite una trama a transmitir a una STA de destino.
La FIG. 1 es un diagrama que muestra una arquitectura MAC IEEE 802.11 que incluye una DCF. Refiriéndose a la FIG. 1, se utiliza un servicio de la DCF para proporcionar una función de coordinación de puntos (PCF) y una función de coordinación híbrida (HCF). La HCF incluye un acceso de canal distribuido mejorado (EDCA) y un acceso de canal de controlador HCF (HCCF). La HCF no existe en una STA que no admita la calidad de servicio (QoS). Por otro lado, tanto la DCF como la HCF existen en una STA que admite QoS. La PCF es una función arbitraria en todas las STA. Los detalles de DCF, PCF, EDCA y HCCF se describen en la sección 9 del "MAC sublayer function description” en el estándar IEEE 802.11-REVma/D9.0 octubre 2006, y por lo tanto se omitirán aquí descripciones de los mismos.
Con el uso generalizado de WLAN y la diversificación de aplicaciones que utilizan WLAN, existe una demanda reciente de un nuevo sistema WLAN que soporte un rendimiento más alto que una velocidad de procesamiento de datos compatible con IEEE 802.1 In. Sin embargo, un protocolo IEEE 802. Hn de control de acceso al medio (MAC)/capa física (PHY) no es efectivo para proporcionar un rendimiento de 1 Gbps o más. Esto se debe a que el protocolo MAC/PHY IEEE 802.1 In está diseñado para el funcionamiento de una única STA, es decir, una STA que tiene una tarjeta de interfaz de red (NIC) y, por lo tanto cuando se aumenta el rendimiento de una trama mientras se mantiene el protocolo MAC/PHY IEEE 802.1 In convencional, también aumenta la sobrecarga adicional resultante. En consecuencia, existe una limitación para aumentar el rendimiento de una red de comunicación inalámbrica mientras se mantiene el protocolo MAC/PHY IEEE 802.1 In convencional, es decir, una arquitectura de STA única.
Por lo tanto, para lograr una velocidad de procesamiento de datos de 1 Gbps o más en el sistema de comunicación inalámbrica, se requiere un nuevo sistema diferente del protocolo MAC/PHY IEEE 802.1 In convencional (es decir, arquitectura de STA única). Un sistema de muy alto rendimiento (VHT) es una próxima versión del sistema WLAN IEEE 802.1 In, y es uno de los sistemas WLAN IEEE 802.11 que se han propuesto recientemente para soportar una velocidad de procesamiento de datos de 1 Gbps o más en un punto de acceso de servicio (SAP) MAC. El sistema de VHT se nombra arbitrariamente. Para proporcionar un rendimiento de 1 Gbps o más, actualmente se está realizando una prueba de viabilidad para el sistema de VHT mediante el uso de MIMO 4X4 y un ancho de banda de canal de 80 MHz.
Mientras tanto, una velocidad de procesamiento de datos de 1 Gbps o más, que se establece como un rendimiento objetivo en un sistema de VHT, denota un rendimiento agregado. Por otro lado, un rendimiento objetivo en la comunicación uno a uno entre STA es de al menos 500 Mbps en el sistema de VHT. Esto implica que el rendimiento o una carga ofrecida de una STA que soporta VHT (en adelante, simplemente denominado “STA de VHT”) no puede exceder los 500 Mbps. En un caso en el que la carga ofrecida de la STA de VHT sea inferior a 1 Gbps (por ejemplo, 500 Mbps), el rendimiento objetivo del sistema de VHT no se puede lograr cuando a una STA de VHT se le permite usar un canal completo de manera similar al método de acceso al canal convencional.
Además, existe el problema de que la eficiencia no es alta en el método de acceso al canal CSMA/CA mencionado anteriormente utilizado en la WLAN IEEE 802.11. Por ejemplo, la velocidad de procesamiento de datos en un MAC SAP es solo del 50 al 60% de la velocidad de procesamiento de datos en un PHY SAP. Por lo tanto, para lograr una velocidad de procesamiento de datos de 1 Gbps o más en el MAC SAP del sistema de VHT, la velocidad de procesamiento de datos del PHY SAP debe ser aproximadamente 1,5 a 2 veces mayor que 1 Gbps. Sin embargo, la técnica PHY IEEE 802.1 In convencional tiene dificultades para proporcionar tal velocidad de procesamiento.
El documento WO 2008/068729 A1 describe un método de operar una red de comunicaciones que comprende una pluralidad de estaciones. El método incluye seleccionar, en cada estación, uno o más canales de sondeo para la transmisión de señales de sondeo a otras estaciones. Las señales de sondeo de recolección vecinas se transmiten desde cada estación en el uno o más canales de sondeo seleccionados. Otras estaciones vecinas que reciben las señales de sondeo de recolección vecinas de una estación de sondeo responden directa o indirectamente a través de otras estaciones, para indicar así a la estación de sondeo su disponibilidad como estaciones de destino o intermedias. Una estación con datos para enviar transmite en uno o más de los canales de sondeo seleccionados, a otras estaciones vecinas que han indicado a la estación de sondeo su disponibilidad como estaciones de destino o intermedias, una señal de transporte de datos que comprende un mensaje de Solicitud de Envío que indica la necesidad de enviar datos a una estación o estaciones de destino en particular y especificar instrucciones y/o criterios para su uso por una o más estaciones vecinas que reciben el mensaje de Solicitud de Envío. Una o más estaciones vecinas que han indicado a la estación de sondeo su disponibilidad como estaciones de destino o intermedias y que reciben el mensaje Solicitud de Envío, transmiten a la estación con datos para enviar, una señal de transporte de datos. En la estación con datos para enviar, una o más estaciones vecinas que transmitieron un primer mensaje de respuesta son seleccionadas de manera oportunista como destinatarias de datos y/o instrucciones en base a la información general y, en su caso, a la información complementaria en sus primeros mensajes de respuesta, y se transmite al menos un paquete de datos a las estaciones vecinas seleccionadas, o se envían una o más instrucciones adicionales a las estaciones vecinas seleccionadas y/o a otras estaciones.
El documento WO 2006/092801 A2 describe un método para la comunicación que incluye asociar una pluralidad de estaciones con un punto de acceso en una red de área local inalámbrica, y seleccionar una estación entre las estaciones asociadas para transmitir una señal de enlace ascendente. El punto de acceso transmite un mensaje Liberación para Enviar no solicitado a las estaciones especificando un intervalo de tiempo en el que la estación seleccionada debe transmitir la señal de enlace ascendente.
Descripción de la invención
Problema técnico
La presente invención proporciona un nuevo método de acceso al canal para lograr un rendimiento agregado de 1 Gbps o más en un sistema de rendimiento muy alto (VHT).
La presente invención también proporciona un método de acceso al canal para permitir el acceso al canal simultáneo de una pluralidad de estaciones de VHT (STA) en un sistema de VHT.
La presente invención también proporciona un nuevo método de acceso al canal para lograr un rendimiento agregado de 1 Gbps o más en un punto de acceso al servicio (SAP) de control de acceso al medio (MAC) en un sistema de VHT.
Solución técnica
La presente invención proporciona un método de acceso al canal según la reivindicación 1 y además proporciona una estación de destino según la reivindicación 2.
Efectos ventajosos
Se proporciona un mecanismo de acceso al canal eficaz para mejorar la eficiencia de uso de un canal de enlace que consta de una pluralidad de subcanales en un sistema de muy alto rendimiento (VHT) que utiliza el canal de enlace. En particular, según una realización de la presente invención, se permite el acceso a otro subcanal no solo en el caso en que una o más estaciones VHT soliciten simultáneamente acceso al canal, sino también en un caso en el que algunos de los subcanales sean utilizados por una estación heredada, lo que permite el acceso efectivo al canal. Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama que muestra una arquitectura de control de acceso al medio (MAC) 802.11 del instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE) que incluye una función de coordenadas distribuidas (DCF).
La FIG. 2 es una vista esquemática que muestra una estructura ejemplar de un sistema de red de acceso local inalámbrica (WLAN) según una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es un diagrama de bloques que muestra un protocolo de unificación de radio múltiple (MUP) como ejemplo de un protocolo aplicable a un sistema de muy alto rendimiento (VHT) que incluye una pluralidad de tarjetas de interfaz de red (NIC), cada una con una interfaz de radio independiente.
La FIG. 4 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal según un primer ejemplo comparativo. La FIG. 5 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal según un segundo ejemplo comparativo. La FIG. 6 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal según un tercer ejemplo comparativo. La FIG. 7 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal según un cuarto ejemplo comparativo. La FIG. 8 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal según una realización de la presente invención.
Modo de la invención
La invención realizada se describe en las reivindicaciones independientes adjuntas.
La FIG. 2 es una vista esquemática que muestra una estructura ejemplar de un sistema de red de acceso local inalámbrica (WLAN) según una realización de la presente invención.
Refiriéndose a la FIG. 2, el sistema WLAN incluye uno o más conjuntos de servicios básicos (BSS). El BSS es un conjunto de estaciones (STA) que se sincronizan con éxito para comunicarse entre sí, y no es un concepto que indique una región específica. Un BSS de muy alto rendimiento (VHT) se define como un BSS que soporta una velocidad de procesamiento de datos de alta velocidad de 1 GHz o más.
Un sistema de VHT que incluye uno o más BSS de VHT puede utilizar un ancho de banda de canal de 80 MHz, que es sólo para fines ejemplares. Por ejemplo, el sistema de VHT puede utilizar un ancho de banda de canal de 60 MHz
o 100 MHz o más. Como tal, el sistema de VHT funciona en un entorno multicanal donde se incluye una pluralidad de subcanales que tienen un tamaño específico, por ejemplo, un ancho de banda de canal de 20 MHz.
El BSS se puede clasificar en un BSS de infraestructura y un BSS independiente (IBSS). El BSS de infraestructura se muestra en la FIG. 2. Los BSS de infraestructura (es decir, BSS1 y BSS2) incluyen una o más STA (es decir, STA1, STA3 y STA4), puntos de acceso (AP) que son STA que brindan un servicio de distribución, y un sistema de distribución (DS) que conecta una pluralidad de AP (es decir, AP1 y AP2). Por otro lado, el IBSS no incluye AP, y por lo tanto todas las STA son STA móviles. Además, el IBSS constituye una red autónoma ya que no se permite la conexión al DS.
El STA es un medio funcional arbitrario que incluye un control de acceso al medio (MAC) y una interfaz de capa física de medio inalámbrico (PHY) conforme al estándar 802.11 del instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE), e incluye tanto una STA AP como no AP en un sentido amplio. Una STA de VHT se define como una STA que soporta la velocidad de procesamiento de datos de alta velocidad de 1 GHz o más en el entorno multicanal que se describe a continuación.
La STA para comunicación inalámbrica incluye un procesador y un transceptor, y también incluye una interfaz de usuario, un elemento de visualización, etc. El procesador es una unidad funcional ideada para generar una trama para ser transmitida a través de una red inalámbrica o para procesar una trama recibida a través de la red inalámbrica y realiza varias funciones para controlar las STA. El transceptor está conectado funcionalmente al procesador y es una unidad funcional diseñada para transmitir y recibir una trama para las STA a través de la red inalámbrica.
Entre las STA, las STA que no son AP (es decir, STA1, STA3, STA4, STA6, STA7 y STA8) son terminales portátiles operados por usuarios. Una STA que no es AP puede denominarse simplemente STA. La STA que no es AP también puede denominarse unidad de transmisión/recepción inalámbrica (WTRU), un equipo de usuario (UE), una estación móvil (MS), un terminal móvil, una unidad de abonado móvil, etc. Una VHT-STA no AP se define como un STA no AP que soporta la velocidad de procesamiento de datos de super alta velocidad de 1 GHz o más en el entorno multicanal que se describe a continuación.
El AP (es decir, API y AP2) es una entidad funcional para proporcionar conexión al DS a través de un medio inalámbrico para una STA asociada. Aunque la comunicación entre STA que no son AP en un BSS de infraestructura que incluye el AP se realiza a través del AP en principio, las STA que no son AP pueden realizar una comunicación directa cuando se establece un enlace directo. Además de la terminología de un punto de acceso, el AP también puede denominarse controlador centralizado, estación base (BS), nodo B, sistema transceptor base (BTS), controlador de sitio, etc. Un AP de VHT se define como un AP que admite la velocidad de procesamiento de datos de alta velocidad de 1 GHz o más en el entorno multicanal que se describe a continuación.
Una pluralidad de BSS de infraestructura se pueden interconectar mediante el uso del DS. Un conjunto de servicios extendidos (ESS) es una pluralidad de BSS conectados mediante el uso del DS. Las STA incluidas en el ESS pueden comunicarse entre sí. En el mismo ESS, una STA que no sea AP puede moverse de un BSS a otro BSS mientras realiza una comunicación fluida.
El DS es un mecanismo mediante el cual un AP se comunica con otro AP. Al usar el DS, un AP puede transmitir una trama para las STA asociadas con un BSS administrado por el AP, o transmitir una trama cuando cualquiera de las STA se mueve a otro BSS, o transmitir una trama a una red externa como una red cableada. El DS no es necesariamente una red y no tiene ninguna limitación en su formato siempre que se pueda proporcionar un servicio de distribución específico especificado en el IEEE 802.11. Por ejemplo, el DS puede ser una red inalámbrica, como una red en malla, o puede ser una estructura física para interconectar AP.
La FIG. 3 es un diagrama de bloques que muestra un protocolo de unificación de radio múltiple (MUP) como ejemplo de un protocolo aplicable a un sistema de VHT que incluye una pluralidad de tarjetas de interfaz de red (NIC), cada una de las cuales tiene una interfaz de radio independiente.
Refiriéndose a la FIG. 3, una STA que soporta el MUP incluye una pluralidad de NIC. Las NIC se representan por separado en la FIG. 3, lo que implica que cada NIC opera independientemente un módulo MAC/PHY. Es decir, las NIC se representan de forma distintiva en la FIG. 3 para mostrar que las NIC son entidades lógicas que operan según protocolos MAC/PHY individuales. Por lo tanto, la pluralidad de NIC se puede implementar con entidades funcionales físicamente distintivas, o se puede implementar integrando las entidades físicas en una entidad física.
Según un aspecto de la presente realización, la pluralidad de NIC se puede clasificar en una interfaz de radio primaria y una o más interfaces de radio secundarias. Si hay una pluralidad de interfaces de radio secundarias, las interfaces de radio secundarias se pueden clasificar en una primera interfaz de radio secundaria, una segunda interfaz de radio secundaria, una tercera interfaz de radio secundaria, etc. La clasificación en la interfaz primaria y la interfaz secundaria y/o la clasificación de la propia interfaz de relación secundaria puede estar determinada por una política o puede determinarse de forma adoptiva en consideración de un entorno de canal.
La pluralidad de NIC se gestiona integralmente según el MUP. Como resultado, la pluralidad de NIC se reconoce externamente como si fueran un solo dispositivo. Para ello, el sistema de VHT incluye un MAC virtual (V-MAC). A
través del V-MAC, una capa superior no puede reconocer que un canal de radio múltiple es operado por la pluralidad de NIC. Como tal, en el sistema VHT, la capa superior no reconoce el canal de radio múltiple a través del V-MAC. Esto significa que se proporciona una dirección Ethernet virtual.
A continuación, se describirá un mecanismo de asignación de canales en un sistema de VHT según una realización de la presente invención. Aunque la realización descrita a continuación se refiere a un sistema de VHT que utiliza un canal de enlace en el que se combinan 4 subcanales contiguos que tienen un ancho de banda de 20 MHz (es decir, un canal de enlace que tiene un ancho de banda de canal de 80 MHz), esto es solo para fines ejemplares. La realización descrita a continuación puede aplicarse igualmente a un sistema de VHT que incluye una pluralidad de subcanales (por ejemplo, 3 o 5 o más subcanales), lo cual es evidente para los expertos en la técnica. Además, la realización de la presente invención no se limita al sistema de VHT cuyo subcanal tiene un ancho de banda de 20 MHz.
La FIG. 4 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal en un sistema WLAN de VHT según un primer ejemplo comparativo. En el presente ejemplo comparativo, el mecanismo de acceso al canal convencional (por ejemplo, el mecanismo de acceso al canal distribuido mejorado (EDCA)) se usa directamente para un canal de enlace completo, y se supone que una sola STA de VHT usa un ancho de banda de canal completo. Es decir, todo el canal de enlace se utiliza para intercambiar una trama de solicitud de envío (RTS), una trama de liberación para enviar (CTS) y datos entre dos STA de VHT que se comunican entre sí.
Refiriéndose a la FIG. 4, una STA de VHT origen o una STA de VHT transmisora, que tiene la intención de transmitir datos, transmite una trama RTS mediante el uso de todo el canal de enlace. En la FIG. 4, un proceso de transmisión de la trama RTS se indica mediante un preámbulo de procedimiento de convergencia de capa física (PLCP), un encabezado de PLCP y una única unidad de datos de protocolo PLCP (PPDU).
Al recibir la trama RTS, una STA de VHT de destino o una STA de VHT receptora transmite una trama CTS también mediante el uso de todo el canal de enlace. En la FIG. 4, un proceso de transmisión de la trama CTS también se indica mediante un preámbulo PLCP, un encabezado PLCP y una sola PPDU.
Cuando la trama RTS y la trama CTS se intercambian mediante el uso del canal de enlace completo, los datos posteriores o similares se transmiten generalmente también mediante el uso del canal de enlace completo. Sin embargo, según un aspecto del presente ejemplo comparativo, la trama RTS y/o la trama CTS pueden incluir una lista de subcanales que se utilizarán para la transmisión de datos subsiguientes o similares. Como tal, cuando la trama RTS y/o la trama CTS incluyen la lista de subcanales, se establece un vector de asignación de red (NAV) solo para un subcanal específico incluido en la lista, y la STA de VHT origen transmite los datos o similares a la STA de VHT de destino solo a través del subcanal específico.
En consecuencia, al recibir la trama CTS, la STA de VHT origen comienza la transmisión de los datos o similares a la STA de VHT de destino según un procedimiento predeterminado. En la FIG. 4, un proceso de transmisión de datos también se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una sola PPDU. En este caso, si la lista de subcanales no existe en la trama RTS y/o la trama CTS, como se muestra en la FIG. 4, los datos o similares se transmiten mediante el uso de todo el canal de enlace. De lo contrario, si existe la lista de subcanales, los datos o similares pueden transmitirse mediante el uso de todos o algunos de los subcanales incluidos en la lista.
Como se describió anteriormente, según el primer ejemplo comparativo de la presente invención, la trama RTS, la trama CTS, la trama de datos, etc., se transmiten a través de todo el canal de enlace directamente mediante el uso del mecanismo de acceso al canal basado en el EDCA convencional. Como una modificación del primer ejemplo comparativo, puede incluirse una lista de subcanales a utilizar para la transmisión de la trama de datos o similar en la trama RTS y/o la trama CTS. Si se incluye la lista de subcanales, la STA de VHT origen puede transmitir la trama de datos o similar a la STA de VHT de destino mediante el uso de todos o algunos de los subcanales de la lista.
En un caso en el que la trama RTS y la trama CTS se transmiten mediante el uso de todo el canal de enlace, la trama RTS y la trama CTS son de tamaño muy pequeño y, por lo tanto, un tiempo de transmisión corresponde solo a unos pocos símbolos de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) (por ejemplo, se requiere 8 para la transmisión de 6 Mbps). Opcionalmente, el tiempo de transmisión de la trama RTS y la trama CTS puede ser menor que el preámbulo de PLCP y el encabezado de PLCP. Una sobrecarga de red para la trama RTS y la trama CTS es casi insignificante.
La FIG. 5 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal en un sistema WLAN de VHT según un segundo ejemplo comparativo. El presente ejemplo comparativo es un ejemplo de un mecanismo de acceso al canal para resolver un problema de colisión con una STA heredada en un sistema de VHT en el que una STA de VHT coexiste con la STA heredada, cuando el mecanismo de acceso al canal EDCA convencional se utiliza como en el primer ejemplo comparativo descrito anteriormente. Un mecanismo de acceso de canal de este tipo también se puede denominar, por ejemplo, EDCA selectivo en frecuencia.
Según el primer ejemplo comparativo mencionado anteriormente, no se puede usar un canal de enlace completo cuando ocurre la colisión con la STA heredada, lo que puede resultar en un deterioro significativo del rendimiento del sistema de VHT. Si la STA de VHT está en uso o una o más STA heredadas operan en cualquier subcanal entre los
subcanales que se utilizarán, para que la STA de VHT acceda a un canal que incluya el subcanal o acceda a todo el canal de enlace, todos los subcanales que constituyen el canal o el canal de enlace deben estar desocupados (o inactivos). Es decir, la STA de VHT puede realizar con éxito el acceso al canal sólo cuando la colisión con la STA heredada no ocurre con respecto a todos los subcanales que constituyen el canal de enlace.
Según el presente ejemplo comparativo, se usa un mecanismo de acceso al canal para transmitir una trama RTS para cada subcanal para evitar un problema de deterioro del rendimiento causado por la colisión con la STA heredada. Es decir, una STA de VHT origen transmite la trama RTS para cada subcanal en lugar de transmitir la trama RTS mediante el uso de todo el canal de enlace. Si se produce una colisión con la STA heredada en cualquier subcanal mientras se transmite la trama RTS para cada subcanal, una STA de VHT de destino transmite una trama CTS solo para un subcanal en el que no se produce ninguna colisión y, como resultado, la STA de VHT origen recibe la CTS trama solo para el subcanal en el que no se produce ninguna colisión. Además, la STA de VHT origen transmite datos o similares solo para un subcanal en el que se recibe la trama CTS.
Refiriéndose a la FIG. 5, la STA de VHT origen o la STA de VHT transmisora (indicado por “STA1 ” en la FIG. 5), que pretende transmitir datos, transmite una trama RTS mediante el uso de todo el canal de enlace. En el presente ejemplo comparativo, la trama RTS se transmite para cada subcanal considerando cada subcanal como un canal independiente, en lugar de considerar todo el canal de enlace como un solo canal. En la FIG. 5, un proceso de transmisión de la trama RTS para cada subcanal se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una única PPDU para cada subcanal.
Sin embargo, según el presente ejemplo comparativo, entre todos los subcanales, la STA heredada utiliza un 2° subcanal y un 4° subcanal. El 2° subcanal y el 4° subcanal pueden estar en uso por diferentes STA heredadas. Aunque el 2° subcanal y el 4° subcanal son utilizados por la STA heredada en este documento, esto es solo para fines ejemplares. Si el 2° subcanal y el 4° subcanal ya se están en uso, las tramas RTS transmitidas a través de estos subcanales pueden transmitirse sin éxito debido a la colisión, y una STA de VHT de destino puede recibir con éxito las tramas RTS transmitidas a través de un 1er subcanal y un 3er subcanal.
Al recibir las tramas RTS a través de todos o algunos de los subcanales, la STA de VHT de destino o la STA de VHT receptora transmite una trama CTS para cada subcanal mediante el uso de los subcanales correspondientes. En la FIG. 5, un proceso de transmisión de la trama CTS se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una sola PPDU en el 1er y 3er subcanales.
Al recibir la trama CTS a través del 1er y 3er subcanales, la STA de VHT origen transmite datos o similares mediante el uso de los subcanales correspondientes (es decir, el 1er y 3er subcanales). En la FIG. 5, un proceso de transmisión de datos a través del 1er y 3er subcanales se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una única PPDU en los subcanales 1° y 3°.
La FIG. 6 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal en un sistema WLAN de VHT según un tercer ejemplo comparativo. El presente ejemplo comparativo es un ejemplo de un mecanismo de acceso al canal para prevenir la colisión entre STA de VHT en un sistema de VHT en el que la STA de VHT coexiste con una STA heredada o en un BSS de VHT en el que solo existe la STA de VHT. Un mecanismo de acceso de canal de este tipo también se puede denominar, por ejemplo, EDCA con salto de frecuencia.
Según el primer ejemplo comparativo mencionado anteriormente, si la STA heredada ocupa cualquier subcanal a la vez para transmitir una trama RTS, la STA de VHT no puede transmitir datos inmediatamente o similares mediante el uso de un canal de enlace completo incluso después de que el uso del subcanal haya finalizado. Es decir, solo después de que la STA heredada finalice el uso del subcanal, puede comenzar un procedimiento de intercambio de la trama RTS y una trama CTS. Según el segundo ejemplo comparativo mencionado anteriormente, no se puede usar todo el canal de enlace para la transmisión de datos o similares cuando se produce una colisión con la STA heredada y, por lo tanto, existe la desventaja de que se deteriora el rendimiento del sistema de VHT.
Según el presente ejemplo comparativo, se usa un mecanismo de acceso al canal en el que una STA de VHT transmite una trama RTS mediante el uso de solo un subcanal para evitar un problema de retraso en la transmisión de datos o similar, que puede ser causado en el primer ejemplo comparativo, o un problema de deterioro en la eficiencia del uso del canal, que puede ser causado en el segundo ejemplo comparativo. Más específicamente, cada STA de VHT que tiene la intención de transmitir datos o similar transmite una trama RTS seleccionando cualquier subcanal o usando solo un subcanal según una regla predeterminada, en lugar de transmitir la trama RTS mediante el uso de todo el canal de enlace. Es decir, cada STA de VHT realiza el acceso al canal mediante el uso de un esquema EDCA a través de un subcanal seleccionado o predeterminado. Como tal, según el presente ejemplo comparativo, las tramas RTS se transmiten mediante el uso de solo un subcanal y, por tanto, incluso si una pluralidad de STA de VHT transmiten simultáneamente las tramas RTS, la colisión entre las tramas RTS se puede prevenir o evitar.
Al recibir las tramas RTS de una o más STA de VHT, una STA de VHT de destino o una STA de VHT receptora transmite una trama CTS como respuesta seleccionando una de las tramas RTS recibidas, es decir, seleccionando una STA de VHT de las STA de VHT que transmiten las tramas RTS. En este caso, la trama CTS puede transmitirse a través de todo el canal de enlace o, como en el segundo ejemplo comparativo mencionado anteriormente, puede
transmitirse para cada subcanal correspondiente. En el último caso, la trama CTS se transmite para cada subcanal a través de todo el canal de enlace en lugar de utilizar solo un subcanal idéntico al subcanal en el que se transmite la trama RTS seleccionada. Además, según el presente ejemplo comparativo, la STA de VHT que ha recibido la trama CTS, es decir, la STA de VHT de destino de la trama CTS, utiliza todo el canal de enlace cuando tiene la intención de transmitir datos o similares en un procedimiento posterior.
Refiriéndose a la FIG. 6, STA de VHT origen o STA de VHT de transmisión (indicados por “STA1 ” y “STA2” en la FIG.
6), que pretenden transmitir datos, transmitir tramas RTS a través de cualesquiera subcanales respectivos. Por ejemplo, este puede ser un caso en el que los temporizadores de retroceso de STA1 y STA2 expiran simultáneamente. Se muestra en la FIG. 6 que la STA1 usa un 1er subcanal y la STA2 usa un 3er subcanal, que es solo para fines ejemplares. Según el presente ejemplo comparativo, preferiblemente, la STA1 y la STA2 transmiten las tramas RTS usando diferentes subcanales, y los subcanales pueden determinarse sin ninguna restricción. Cuando STA1 y STA2 transmiten las tramas RTS mediante el uso de diferentes subcanales, se puede evitar la colisión entre las tramas RTS. En la FIG. 6, un proceso de transmisión de las respectivas tramas RTS por la STA1 y la STA2 a través de los diferentes subcanales se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una única PPDU en los subcanales 12 y 3°.
Cuando el VHT STA de destino o el VHT STA receptor recibe tramas RTS separadas a través del 1er y 3er subcanales entre todos los subcanales, el VHT STA de destino o el VHT STA receptor transmite una trama CTS como respuesta seleccionando solo una trama RTS. Se muestra en la FIG. 6 que se selecciona una trama RTS recibida desde la 1a STA de VHT (es decir, STA1) y, por tanto, la trama CTS se transmite a la STA1, lo cual es sólo para fines ejemplares. Además, según el presente ejemplo comparativo, la trama CTS se transmite a través de todo el canal de enlace. En la FIG. 6, un proceso de transmisión de la trama CTS se indica mediante un preámbulo PLCP, un encabezado PLCP y una única PPDU en todo el canal de enlace, y la trama CTS se transmite a la STA1.
Al recibir la trama CTS, la STA1 transmite datos o similares mediante el uso de todo el canal de enlace. Por lo tanto, según el presente ejemplo comparativo, la eficiencia del uso del canal se puede maximizar cuando se transmiten datos similares. En la FIG. 6, un proceso de transmisión de datos a través de todos los subcanales se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una sola PPDU en todo el canal de enlace.
Como se describe en el segundo ejemplo comparativo mencionado anteriormente y en el presente ejemplo comparativo, si una trama RTS y/o una trama CTS se transmiten usando solo un subcanal, el tiempo de transmisión de la trama RTS y la trama CTS aumenta relativamente. Sin embargo, dado que la trama RTS es de tamaño pequeño, la sobrecarga de transmisión de la trama RTS no es relativamente grande. Por otra parte, según el presente ejemplo comparativo, las tramas RTS se transmiten mediante el uso de solo un subcanal y, por tanto, se puede evitar la colisión entre las tramas RTS. Como resultado, según el presente ejemplo comparativo, se puede reducir la posibilidad de colisión entre STA de VHT y, por lo tanto, también se puede aumentar la eficiencia de uso del canal en esa medida.
La FIG. 7 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal en un sistema WLAN VHT según un cuarto ejemplo comparativo. Es decir, como en el tercer ejemplo comparativo, el presente ejemplo comparativo también usa la EDCA de salto de frecuencia. Sin embargo, en la presente invención, una trama CTS se transmite de una manera diferente a la descrita en el tercer ejemplo comparativo. La siguiente descripción se centrará en diferentes aspectos del tercer ejemplo comparativo.
En el tercer ejemplo comparativo mencionado anteriormente se supone que solo una STA de VHT realiza el acceso al canal. En este caso, no es necesario considerar la configuración de NAV en una STA heredada. Por lo tanto, en el tercer ejemplo comparativo mencionado anteriormente, una trama CTS se transmite a través de un canal de enlace completo cuando se transmite la trama CTS. Al transmitir la trama CTS de tal manera, se puede reducir la carga de canal causada por la transmisión de la trama CTS. Sin embargo, si la trama CTS se transmite a través de todo el canal de enlace, la STA heredada no puede decodificar la trama CTS y, por lo tanto, no puede establecer el NAV durante un período de tiempo determinado por la trama CTS. Por consiguiente, en el presente ejemplo comparativo, la trama CTS se transmite mediante el uso de un subcanal.
Según otro aspecto del presente ejemplo comparativo, como se describe en la tercera realización, la trama CTS puede transmitirse para cada subcanal que constituye el canal de enlace. En este caso, la trama CTS puede incluir una lista de subcanales para indicar un subcanal específico para el cual cada VHT STA tiene una oportunidad de transmisión. Por ejemplo, si se permite la transmisión para una STA de VHT, puede incluirse en la trama CTS una lista de subcanales que puede utilizar la STA de VHT. Alternativamente, si no se incluye una lista de subcanales, el VHT STA puede tener una oportunidad de transmisión para todos los subcanales.
La FIG. 8 es un diagrama que muestra un mecanismo de acceso al canal en un sistema VHT WLAN según una realización de la presente invención. La presente realización es un ejemplo de un mecanismo de acceso al canal para prevenir la colisión entre STA VHT en un sistema VHT en el que el STA VHT coexiste con un STA heredado o en un BSS VHT en el que sólo existe el STA VHT. La presente realización puede considerarse como una aplicación de los ejemplos comparativos tercero y cuarto mencionados anteriormente. Un mecanismo de acceso de canal de este tipo también puede denominarse, por ejemplo, EDCA de salto de frecuencia con asignación dinámica de canal.
Como en el tercer ejemplo comparativo y el cuarto ejemplo comparativo, según el mecanismo de acceso al canal que usa el EDCA de salto de frecuencia, un VHT STA de destino puede recibir simultáneamente tramas RTS de una pluralidad de UE o puede recibir una trama RTS adicional a través de un subcanal no utilizado. . En este caso, la presente realización permite que varios UE transmitan simultáneamente datos o similares a través de diferentes subcanales transmitiendo respectivamente tramas CTS a uno o más UE que han recibido las tramas RTS. La trama CTS incluye una lista de subcanales que se utilizarán cuando un UE correspondiente transmita datos o similares.
Refiriéndose a la FIG. 8, STA de VHT de origen o STA de VHT de transmisión (indicados por “STA1” y “STA2” en la FIG. 8), que pretenden transmitir datos, transmitir tramas RTS a través de cualesquiera subcanales respectivos. Por ejemplo, este puede ser un caso en el que los temporizadores de retroceso de STA1 y STA2 expiran simultáneamente. Se muestra en la FIG. 8 que, para transmitir una trama RTS, la STA1 usa un 1er subcanal y la STA2 usa un 3er subcanal, que es solo para fines ejemplares. Según la presente realización, preferiblemente, la STA1 y la STA2 transmiten las tramas RTS mediante el uso de diferentes subcanales, y los subcanales pueden determinarse sin ninguna restricción. Cuando STA1 y STA2 transmiten las tramas RTS mediante el uso de diferentes subcanales, se puede evitar la colisión entre las tramas RTS. En la FIG. 8, un proceso de transmisión de las respectivas tramas RTS por la STA1 y la STA2 a través de los diferentes subcanales se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una única PPDU en los subcanales 1° y 3°.
Cuando la STA de VHT de destino o la STA de VHT receptora recibe tramas RTS separadas a través del 1er y 3er subcanales entre todos los subcanales, la STA de VHT de destino o la STA de VHT receptora transmite una trama CTS como respuesta con respecto a todas las tramas RTS recibidas. Se muestra en la FIG. 8 que dos tramas CTS se transmiten respectivamente a la STA1 y la STA2 a través del 1er y 3er subcanales para las respectivas tramas RTS recibidas desde la STA1 y la STA2. En la FIG. 8, un proceso de transmisión de la trama CTS se indica mediante un preámbulo de PLCP, un encabezado de PLCP y una única PPDU en cada uno de los subcanales 1° y 3°.
Según la presente realización, una lista de subcanales que utilizará la STA1 para transmitir datos subsiguientes o similares se incluye en una trama CTS que se transmitirá a la STA1. Según la presente invención, los subcanales 1 ° y 2° se incluyen en la lista, que es sólo a modo de ejemplo. Además, la lista de subcanales que utilizará la STA2 para transmitir datos subsiguientes o similares también se incluye en una trama CTS que se transmitirá a la STA2. Según la presente realización, los subcanales 3° y 4° se incluyen en la lista, que es únicamente a modo de ejemplo.
Al recibir la trama CTS, cada una de las STA1 y STA2 transmite datos o similares a la STA de destino a través de un subcanal incluido en la lista de subcanales de la trama CTS recibida. La STA1 y la STA2 pueden transmitir simultáneamente los datos o similares. En la FIG. 8, un proceso de transmisión de datos a través de los subcanales 1° y 2° de la 1a STA de VHT y la transmisión de los datos a través de los subcanales 1° y 2° de la 2a STA de VHT se indica mediante un preámbulo PLCP, un encabezado PLCP y una sola PPDU en el 1° y 2° subcanales y 3° y 4° subcanales.
Según la realización de la presente invención, una pluralidad de STA de VHT o una STA de VHT y una STA heredada pueden transmitir datos o similares mediante el uso de un canal de enlace completo. Además, según la realización de la presente invención en la que una trama CTS incluye una lista de subcanales a usar, una STA de VHT para usar cada subcanal se puede determinar de forma adaptativa considerando todas las condiciones a petición de una pluralidad de STA de VHT. Por lo tanto, según la presente realización, la eficiencia del uso del canal se puede mejorar cuando se transmiten datos o similares.
Claims (2)
1. Un método de acceso al canal en un sistema WLAN que utiliza una pluralidad de subcanales contiguos, caracterizado por que una trama de liberación para enviar, CTS, se transmite a través de uno de los subcanales por una estación de destino a una estación origen en respuesta a una trama de solicitud de envío, RTS, recibida, en donde la trama CTS es transmitida por la estación de destino a la estación origen a través del mismo subcanal que la trama RTS,
en donde la trama CTS comprende una indicación de una pluralidad de subcanales para los cuales la estación origen tiene una oportunidad de transmisión de transmitir una trama subsiguiente.
2. Una estación de destino en un sistema WLAN que utiliza una pluralidad de subcanales contiguos, la estación de destino configurada para llevar a cabo el método de acceso al canal de la reivindicación 1.
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