TWI429228B - 高通量站保護方法及裝置 - Google Patents

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Description

高通量站保護方法及裝置
本發明係關於無線通信系統。更特別地，本發明關於在其他不相容的高流通量(HT)傳輸以及傳統(legacy)傳輸存在的情況下對HT傳輸的保護。
HT傳輸需要來自傳統站台(STA)的保護，因為使用競爭(contention)的傳統STA不能對HT實體層(PHY)封包資料單元(PPDU)進行解碼，因此傳統STA由於繁忙而不能解釋媒體。相似地，所給定HT STA的HT傳輸在HT PHY不相容的情況下需要來自其他HT STA的保護。
如第1圖所示，每個傳統PPDU 100包括傳統PHY前序碼/報頭105，接著是傳統PHY酬載110，該傳統PHY酬載110通常是媒體存取控制(MAC)封包資料單元(PDU)。例如，第2A圖和第2B圖顯示了一種HT裝置(即A型)和另一種HT裝置(即B型)具有不同的PHY前序碼115和120。A型裝置具有傳統前序碼105以及用於多輸入多輸出(MIMO)功能的新前序碼115，二者一起作為PHY報頭的部分，而B型裝置僅具有新PHY前序碼120。然而，B型裝置可以對所述傳統前序碼105進行解碼。A型和B型裝置的HT PHY前序碼115和120是不同的。在這種情況下，兩種裝置不能彼此通信。同樣，A型裝置在缺少任何傳統裝置的情況下是低效的。下面描述兩個考慮的情況(1和2)。
情況1使用至少三種不同類型的以不同的/不相容的PHY層操作的裝置：1)傳統裝置，如第1圖所示，其發射僅具有傳統前序碼105的封包；2)HTA型裝置，如第2A圖所示，其發射具有A型HT前序碼115的PPDU；以及3)HTB型裝置，如圖第2B圖所示，其發射具有B型HT前序碼120的PPDU。
情況2同樣使用至少三種類型的裝置：1)傳統裝置，如第1圖所示，其發射僅具有傳統前序碼105的封包；2)HT裝置，如第2C圖所示，其發射混合模式封包(例如，PHY前序碼包括傳統前序碼和HT前序碼)；以及3)HT裝置，如圖第2D圖所示，其發射僅具有HT PHY前序碼的封包(即綠色場(Green Field，GF)PHY前序碼120和HT前序碼115)。
因此，不同類型的HT裝置可以利用互不相容的PHY層而操作。例如，第一類型HT STA的接收機可能不能解碼由第二類型HT STA發射的封包，反之亦然。
本發明提出一種改進，該改進為在包含多個STA的無線通信網路中所實施的不同方案提供HT和傳統互相作用(inter－working)的解決方案，例如那些在IEEE802.11n中使用的方案等。所述互相作用的解決方案包括MAC和PHY層保護機制、前序碼傳信以及信標傳信。在一個實施方式中，第一類型HT STA由第二類型HT STA藉由使用封包的前序碼中的位元來識別，以指示在該封包的剩餘部分中將使用哪種PHY類型。在另一個實施方式中，第二類型HT STA發送準備發送(ready－to－send，RTS)/清除發送(clear－to－send，CTS)或CTS－to－self用於在第一類型HT STA存在的情況下保留媒體。在又一個實施方式中，傳統前序碼保護由不同類型HT STA使用以保護HT STA的傳輸。在又一個實施方式中，存取點使用信標或相關訊息指示對於傳統前序碼的系統中的操作或支援。
當下文提及時，術語“STA”包括但不限於無線發射/接收單元(WTRU)、用戶設備(UE)、行動站、固定或行動用戶單元、傳呼機或任何其他類型的能夠在無線環境中操作的裝置。當下文提及時，術語“存取點(AP)”包括但不限於基地台、B節點(Node－B)、站點控制器或任何其他類型的無線環境中的介面連接(interfacing)裝置。
本發明的特徵可結合到積體電路(IC)中或配置在包括多個互連元件的電路中。
本發明允許HT裝置的互動性(interoperability)，所述HT裝置利用不同的/不相容的PHY層而操作，諸如第1圖和第2圖所示的那些前述的關於情況1和/或情況2的PHY層。MAC和PHY等級保護技術係用於解決由不相容的PHY酬載所引起的互動性問題。另外，實施HT前序碼中的傳信以促進互動性。最後，信標傳信係用於幫助支持互動性特性。
在第3A圖和第3B圖所示的實施方式中，PPDU的前序碼結構(即封包)係用於A型和B型HT STA，而HT前序碼包括指示在該封包的剩餘部分中將使用哪種PHY酬載類型的位元。每個HT STA可以利用接收機來解碼傳統前序碼105，該接收機係經配置為對以基本速率/調變所發送的PHY前序碼進行解碼。所述HT PHY前序碼提供關於調變和編碼方案(MCS)或用於該封包剩餘部分的PHY酬載類型的資訊。但是，由於PHY層傳輸是不相容的(例如，時空塊碼(STBC)傳輸與非時空塊碼(non-STBC)PHY傳輸不相容)，所以不可能對封包的剩餘部分進行解碼。第一HT STA在解碼PHY前序碼方面沒有問題。然而，第二HT STA將可以解碼封包的傳統前序碼以及指示用於剩餘部分(即酬載)的PHY酬載類型的位元。
所述第二HT STA能夠解碼封包的其餘部分。但是，即使封包的其餘部分沒有被解碼，第二HT STA也將從傳統PHY前序碼中擷提足夠的資訊，以設定第二HT STA的NAV計時器而用於傳輸的餘下部分。並且，在這個實施方式中，第一HT STA可以基於PHY前序碼中的某些位元來識別第二HT STA前序碼，並且解碼該封包的餘下部分。
在MAC等級保護機制中，MAC層傳信係用於設定網路分配向量(NAV)，該網路分配向量為MAC等級載波感測(carrier-sense)程式。MAC傳信可以藉由在傳輸前使用RTS/CTS或CTS－to－self機制而實施，以設定系統中的NAV，或藉由簡單適當地設定在所發射封包的MAC報頭中的持續時間欄位而實現。
在PHY等級保護機制中，設定傳統信號欄位中的傳統PHY層收斂程式(PLCP)速率以及長度欄位，以指示用於保護的期望持續時間。所述傳統信號欄位在PPDU的HT部分之前。傳統信號欄位的發射使用全向天線模式以及傳統MCS，從而傳統信號欄位被所有的STA所接收。這種保護方法係稱為傳統信號(L－SIG)欄位傳輸機會(TXOP)保護。
在第二實施方式中(應用到情況1和情況2)，第二HT STA(HT B型裝置)在第一HT STA(HT A型裝置)存在的情況下發送RTS/CTS或CTS－to－self以保留媒體。
在另一個實施方式中(應用到情況1和2)，較佳的網路AP根據前面提議的方法支援傳統前序碼、HT STA前序碼以及具有HT保護機制的MAC封包傳輸。可替換地，如果AP不支持HT STA，那麼該AP在信標或相關訊息中指示這樣的資訊。因此，HT STA利用傳統前序碼以傳統模式操作。
所述傳統信號欄位(PLCP速率和長度欄位)可以用於指示用於保護的整個週期，並且可以當需要時被不定期地發送。傳統前序碼可以與或不與緊隨其後的實際MAC封包一起被發送。這不需要在受保護的持續時間內和每個封包一起發送傳統信號欄位。這也避免用於HT傳輸保護的發射傳統封包的支出(MAC等級)。並且，第一HT STA(情況1的HT STA A型)在缺少傳統站台的情況下不發送PHY前序碼。在信標上發送的資訊可以由如情況1中的A型的第一HT STA使用，以找出在網路中是否存在傳統STA。
第4圖為根據本發明的HT STA 400的方塊圖，該HT STA 400係經配置為利用傳統前序碼來接收、解碼並發送被保護的HT傳輸。所述HT STA 400包括處理器405、發射器410、接收機415以及與發射器410和接收機415電耦合的天線420。根據本發明，所述處理器405被配置為產生並解碼受保護的HT傳輸，而傳統前序碼在具有指示PHY酬載類型的前序碼的HT傳輸之前。
第5圖為根據本發明的配置為利用傳統前序碼保護HT傳輸的AP 500的方塊圖。所述AP 500包括處理器505、發射器510、接收機515以及與發射器510和接收機515電耦合的天線520。所述處理器505被配置為產生由發射器510經由天線520所傳輸的信標或相關訊息。根據前面提議的方法，所述信標或相關訊息可包括指示對於傳統前序碼、HT STA前序碼和具有HT保護機制的MAC封包傳輸的操作或支援的資訊。
第6圖顯示了被包括在由AP 500發射的信標或相關訊息中的性能資訊元素(IE)的欄位，該欄位指示HT保護機制的支持。所述欄位的順序不重要並且可以任意指定給一給定的實施。所述欄位可包括在新的性能IE中或被添加到現有的性能IE中。
第7圖顯示一無線通信系統700，該無線通信系統700包括第5圖的AP 500和與第4圖的HT STA 400(PHY B型)相似的多個HT STA 4001 －400N 。如果具有RTS/CTS或CTS－to－self子欄位的HT PHY B型保護指示了由AP 500發射的信標中的這些機制的支持，那麼HT STA 400中的一個可以藉由發射RTS訊息至AP 500以開始TXOP。然後，AP 500藉由發射CTS訊息以回應該RTS訊息。HT STA 400以及AP 500也可以使用CTS－to－self訊息以保護PHY B型的HT傳輸。
實施例
1.一種在無線通信系統中實施的高流通量(HT)傳輸方法，該無線通信系統包括第一類型站台(STA)和第二類型STA，所述方法包括：第一STA發射至少一個HT實體層(PHY)封包資料單元(PPDU)，該PPDU包括HT前序碼和HT PHY酬載，該HT前序碼包括與所述HT PHY酬載相關的資訊；第二STA接收來自第一STA的PPDU；以及第二STA從HT前序碼中擷提該HT PHY酬載相關的資訊，即使不能對該HT PHY酬載進行解碼。
2.根據實施例1所述的方法，其中由第一STA發射的HT PPDU包括傳統PHY前序碼，該方法更包括：第二STA基於包括在傳統PHY前序碼中的資訊以設定用於所述傳輸的網路分配向量(NAV)計時器。
3.根據實施例1和2其中之一所述的方法，其中由第一STA發射的HT PPDU包括傳統PHY前序碼，該方法更包括：第二STA基於包括在HT前序碼中的至少一個位元來設定用於所述傳輸的網路分配向量(NAV)計時器。
4.根據實施例1－3中任一個所述的方法，其中第一和第二STA參與到無線通信中，其中由第一STA發射的PPDU與第二STA的性能不相容。
5.根據實施例1－4中任一個所述的方法，更包括：第二STA識別第一STA。
6.根據實施利1－4中任一個所述的方法，更包括：第二STA解碼整個PPDU。
7.根據實施例1－4中任一個所述的方法，更包括：第一STA識別第二STA。
8.根據實施例1－7中任一個所述的方法，其中所述第二STA發送一請求到存取點(AP)，以發送一準備發送(RTS)/清除發送(CTS)訊息或提供用於保留媒體的CTS－to－self保護支援。
9.根據實施例1－7中任一個所述的方法，其中所述第二STA在系統中與至少一個第一STA並存。
10.根據實施例8所述的方法，其中所述RTS/CTS或CTS－to－self保護支持係由AP所發射的信標進行指示。
11.一種高流通量(HT)站台(STA)，包括：一發射器，用於發射所保護的HT傳輸；一處理器，用於產生至少一個HT實體層(PHY)封包資料單元(PPDU)，該PPDU包括HT前序碼和HT PHY酬載，該HT前序碼包括與HT PHY酬載相關的資訊；一接收機，用於對從其他HT STA接收到的傳統PHY前序碼進行解碼。
12.根據實施例11所述的HT STA，其中用於所述傳輸的網路分配向量(NAV)計時器係基於包括在傳統PHY前序碼中的資訊而被設定。
13.根據實施例11所述的HT STA，其中用於所述傳輸的網路分配向量(NAV)計時器係基於包括在所述HT前序碼中的至少一個位元而被設定。
14.根據實施例11所述的HT STA，其中所述接收機對混合模式PPDU以及非HT PPDU進行解碼。
15.根據實施例11所述的HT STA，其中所述接收機對綠色場模式PPDU、混合模式PPDU以及非HT格式PPDU進行解碼。
16.一種保護高流通量(HT)傳輸的方法，該方法包括：一非存取點(非AP，non－AP)站台(STA)係藉由發射包括準備發射(RTS)訊框的請求信號到存取點(AP)而啟動傳輸機會(TXOP)；以及該AP利用一回應清除發送(CTS)訊框以回應該非AP STA。
17.根據實施例16所述的方法，其中所述非AP STA和AP係使用用於保護HT傳輸的CTS－to－self訊息。
18.一種存取點(AP)，包括：一處理器，係經配置為產生相關訊息，其中所述相關訊息包括具有多個欄位的性能資訊元素(IE)，所述多個欄位指示對於傳統前序碼、高流通量(HT)站台(STA)前序碼以及具有HT保護機制的媒體存取控制(MAC)封包傳輸的操作或支援；一天線；以及一發射器，與處理器和天線電耦合，用於發射所述相關訊息。
19.一種存取點(AP)，包括：一處理器，係經配置為產生信標，其中所述信標包括具有多個欄位的性能資訊元素(IE)，所述多個欄位係指示對於傳統前序碼、高流通量(HT)站台(STA)前序碼以及具有HT保護機制的媒體存取控制(MAC)封包傳輸的操作或支援；一天線；以及一發射器，與處理器和天線電耦合，用於發射所述信標。
雖然本發明的特徵和元件在較佳的實施方式中以特定的結合進行了描述，但每個特徵或元件可以(在沒有所述較佳實施方式的其他特徵和元件的情況下)單獨使用，或在與或不與本發明的其他特徵和元件結合的各種情況下使用。
PPDU、PDU．．．封包資料單元
PHY．．．實體層
MAC．．．媒體存取控制
GF．．．綠色場
LSIG．．．傳統信號
TXOP．．．傳輸機會
RTS．．．準備發送
CTS．．．清除發送
420、520．．．電耦合的天線
700．．．無線通信系統
藉由所提供的實例以及結合所附圖式理解，可以從下面的描述中獲得對本發明的更詳細的理解，其中：第1圖顯示了包括傳統前序碼和傳統PHY酬載的習用的傳統PPDU；第2A圖和第2B圖顯示了第一常規情況(情況1)，其中HT A型和HT B型裝置利用不同的並且不相容的實體層而操作；第2C圖和第2D圖顯示了第二常規情況(情況2)，其中，HT裝置發射混合模式封包和/或僅具有HT PHY前序碼的封包；第3A圖和第3B圖顯示了根據本發明的PPDU結構，該結構使用了包含指示PHY酬載的HT類型的位元的HT前序碼；第4圖為根據本發明的配置為利用傳統前序碼接收、解碼並發送被保護的HT傳輸的STA的方塊圖；第5圖為根據本發明的配置為發射包括性能資訊元素(IE)的信標或相關訊息的AP的方塊圖；第6圖顯示了被包括在由第5圖的AP發射的信標或相關訊息中的性能IE的欄位；第7圖顯示了包括第5圖的AP和與第4圖的HT STA相似的多個HT STA的無線通信系統。
700．．．無線通信系統

Claims (27)

  1. 一種存取點(AP)，其包括：一處理器，其配置為產生一相關訊息，其中該相關訊息包括一性能資訊元素(IE)，該性能資訊元素指示該存取點支援一時空塊碼(STBC)傳輸；一天線；以及一傳輸器，其配置以經由該天線傳輸該相關訊息。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的存取點，其中該相關訊息係一相關請求訊息。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的存取點，其中該相關訊息係包括指示一保護週期的一欄位。
  4. 一種存取點(AP)，其包括：一處理器，其配置為產生一信標，其中該信標包括一性能資訊元素(IE)，該性能資訊元素指示該存取點支援一時空塊碼(STBC)傳輸；一天線；以及一傳輸器，其配置以經由該天線傳輸該信標。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的存取點，其中該信標包括指示一保護週期的一欄位。
  6. 一種高流通量(HT)站台(STA)，其包括：一傳輸器，其配置用以傳輸一第一相關訊息；以及一接收器，其配置用以接收一第二相關訊息，該第二相關訊息包括一性能資訊元素(IE)，該性能資訊元素指示一存取點支援一時空塊碼(STBC)傳輸。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的HT STA，其中該第一相關訊息係一相關請求訊息。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的HT STA，其中該第一相關訊息是一相關回應訊息。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的HT STA，其中該第二相關訊息包括指示一保護週期的一欄位。
  10. 一種用於一存取點(AP)中的方法，該方法包括：產生一相關訊息，其包括指示該存取點支援一時空塊碼(STBC)調變傳輸的一性能資訊元素(IE)；以及傳送該相關訊息到一站台(STA)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該相關訊息是一相關回應訊息。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，更包括：接收一相關請求訊息。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該相關訊息更包括指示一保護週期的一欄位。
  14. 一種用於一存取點(AP)中的方法，該方法包括：產生一信標，其包括指示該存取點(AP)支援一時空塊碼(STBC)調變傳輸的一性能資訊元素(IE)；以及傳送該信標到一站台(STA)。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，進一步包括：接收回應於該信標之一相關回應訊息。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中該相關回應訊息包括指示一保護週期的一欄位。
  17. 一種用於一高流通量(HT)站台(STA)中的方法，該方法包括：傳送一第一相關訊息；以及接收一第二相關訊息，其包括一性能資訊元素(IE)，該性能資訊元素指示一存取點支援一時空塊碼(STBC)調變傳輸。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中該第一相關訊息是一相關請求訊息。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中該第二相關訊息是一相關回應訊息。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中該第二相關訊息包括一欄位指示一保護期間。
  21. 一種用於一高流通量(HT)站台(STA)中的方法，該方法包括：從一存取點(AP)接收一信標，該信標包括指示該存取點支援一時空塊碼(STBC)調變傳輸的一性能資訊元素(IE)。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的方法，進一步包括：傳送回應於該信標之一相關訊息。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的方法，其中該相關訊息係一相關請求訊息。
  24. 如申請專利範圍第21項所述的方法，其中該信標包括指示一保護週期的一欄位。
  25. 一種高流通量(HT)站台(STA)，其包括： 一接收器配置為接收從一存取點(AP)之一信標，其包括一性能資訊元素(IE)，其指示該存取點支援一時空塊碼(STBC)調變傳輸。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的HT STA，包括：一傳輸器，配置為傳輸回應於該信標之一相關訊息。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的HT STA，其中該相關訊息是一相關請求訊息。
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