СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И УСТРОЙСТВО В WLAN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области технологий связи, и, в частности, способу для приема/передачи в WLAN и устройству.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Беспроводные Локальные Сети (WLAN) являются системой передачи данных. Она использует радиочастотные (RF) технологии, для замены старого медного провода витой пары, сформированного локальной сетью, что делает беспроводную локальную сеть, использующую простую архитектуру доступа, позволяющей пользователям достигать через нее цели передачи информации. Развитие и применение технологии WLAN серьезно изменили способ общения и способ работы людей, и принесли людям беспрецедентное удобство. С широким применением интеллектуальных терминалов, день за днем растет требование в отношении сетевого трафика для передачи данных.

Развитие WLAN неразрывно связано с развитием и применением ее стандартов, в том числе ряд IEEE 802.11 является основным стандартом, в котором присутствуют 802.11, 802.11b/g/a, 802.11n, 802.11ac. В дополнение к 802.11 и 802.11b другие стандарты используют технологию OFDM, Мультиплексированием с Ортогональным Частотным Разделением в качестве физического слоя базовой технологии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В 802.11ax, поле продолжительности возможности передачи (TXOP) было включено в HE-SIGA из состава SU PPDU, DL MU PPDU или UL MU PPDU для того, чтобы заменить Продолжительность в заголовке MAC в прежних стандартах. Тем не менее, число битов по-прежнему должно быть определено (TBD).

Продолжительность TXOP является временем, остающимся станции (STA) для использования канала. Например, STA отправляет пакет в 1 мс, который не учитывается станцией (STA) в оставшемся времени использования канала, так как 1 мс уже была использована. Продолжительность TXOP указывает оставшееся время, в течение которого канал является доступным для использования станцией, такое как 3 мс. Существует лимит значения оставшегося времени.

Поле Продолжительность в заголовке MAC имеет 16 битов (15 действительных битов) в единицах 1 мкс. Оно может указывать максимальную продолжительность времени в 32.767 мс.

В данной заявке, мы дополнительно обсуждаем решение, которое увеличивает эффективность указания продолжительности TXOP. В способе, станция генерирует PPDU, которая несет поле TXOP (продолжительность TXOP) в HE-SIGA из состава PPDU, которое используется для уведомления другой станции об оставшемся времени использования канала станцией, при этом поле TXOP может быть указано с разными степенями детализации (единицами). PPDU отправляется станцией. В примере, поле TXOP занимает 7 битов, указываемое посредством двух разных степеней детализации. Например, две разные степени детализации включают в себя 8 мкс и 256 мкс.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 иллюстрирует вариант осуществления указания продолжительности TXOP;

Фигура 2 иллюстрирует снижение производительности у опции 1, 2, 3 и фиксированных 64мкс;

Фигура 3 иллюстрирует вариант осуществления указания продолжительности TXOP;

Фигура 4 иллюстрирует вариант осуществления указания продолжительности TXOP;

Фигура 5 иллюстрирует вариант осуществления указания продолжительности TXOP;

Фигура 6 иллюстрирует вариант осуществления указания продолжительности TXOP;

Фигура 7 иллюстрирует систему указания продолжительности TXOP;

Фигура 8 иллюстрирует устройство указания продолжительности TXOP.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОКРАЩЕНИЙ

HE: высокая эффективность

HE-SIGA: Поле Сигнала A Высокой Эффективности

SU: однопользовательский

MU: многопользовательский

PPDU: протокольная единица данных физического слоя

PHY: физический слой

MAC: слой управления доступом к среде

EDCA: улучшенный распределенный доступ к каналу

QoS: качество услуги

SR: пространственное повторное использование

DL: нисходящая линия связи

UL: восходящая линия связи

NAV: вектор сетевого распределения

ACK: квитанция

LGI: длинный защитный интервал

STF: короткое обучающее поле

LTF: длинное обучающее поле

SIG: поле сигнала

RTS: запрос на передачу

L-SIG: не-HT поле сигнала

L-STF: не-HT короткое обучающее поле

L-LTF: не-HT длинное обучающее поле

RL-SIG: повторное не-HT поле сигнала

SIFS: короткое межкадровое пространство

TXOP: возможность передачи

SS: сценарий моделирования

SLS: моделирование системного уровня

CF: без конкуренции

CF-Poll: опрос без конкуренции

CF-END: конец без конкуренции

Лимиты TXOP в EDCA

AP может устанавливать политику доступа к каналу с помощью элемента Набора Параметров EDCA, в котором определяется лимит TXOP.

Лимит TXOP имеет 16 битов в единице 32мкс. Параметром по умолчанию EDCA у TXOP для каждой категории доступа является приведенный в Таблице 1.

Таблица 1

TXOP также может быть представлен в разрешении STA с помощью кадров данных QoS подтипов, которые включают в себя CF-Poll.

Продолжительность времени TXOP переносится в 8-битном подполе лимита TXOP поля QoS в заголовке MAC. Диапазон значений времени составляет от 32мкс до 8160мкс.

Также присутствуют разные нормы применительно к TXOP в разных странах, такие как 4мс в Японии.

Предусматривается, что 4.08мс~16.32мс является разумным диапазоном для лимита TXOP применительно к 802.11ax, учитывая эффективность и справедливость среди разных BSS в плотной среде.

16.32мс может поддерживать, по меньшей мере, одну пару DL и UL PPDU в каскадной структуре.

Единица TXOP

Меньшая единица TXOP требует большего количества битов в HE-SIGA.

Суммарно оставлено только 13 или 14 битов в HE-SIGA у SU PPDU или DL MU PPDU.

Около 7-9 битов может быть использовано для продолжительности TXOP, учитывая поле пространственного повторного использования и потенциальные новые поля, например, несмежное связывание каналов.

3~4 бита для SR.

2 бита для несмежного связывания каналов в DL MU PPDU.

Большая единица TXOP вызывает снижение производительности из-за расширения NAV на сторонней STA.

Как показано на фигуре 1 (оценка SLS), мы наблюдаем то, что расширение NAV не будет превышать двукратной единицы TXOP, в независимости от длины TXOP и того, каким количеством пакетов осуществляется обмен внутри TXOP.

IEEE SS2 (можно увидеть в документе сценариев моделирования TGax (11-14-0980)), 32 BSS; ~64 STA/BSS (суммарно 2084 STA в 32 BSS, что составляет около 64 STA на BSS); коэффициент Повторного Использования Частоты=4;

20МГц @ 5ГГц (в нелицензированной полосе 5ГГц, полоса пропускания составляет 20МГц); 2T×2R, при этом T является сокращением для числа антенн Передачи, R является сокращение для числа антенн Приема.

Полный буфер, 2мс TXOP, RTS выключено

CF-END Выключено

Таблица 2

CF-END Включено

Таблица 3

Учитывая текущую нумерологию в 802.11a, 4мкс ~ 32мкс является подходящим для минимальной единицы TXOP.

Максимальная продолжительность символа 16 мкс символ Данных + LGI.

Максимальная продолжительность символа 8 мкс для HE-STF, 16мкс для HE-LTF+LGI.

32 мкс является фиксированными служебными данными преамбулы у 802.11ax. PPDU(L-STF+L-LTF+L-SIG+RL-SIG+HE-SIGA)

Многоуровневое указание TXOP

Меньшая единица TXOP для более короткой TXOP, большая единица для более длиной TXOP, для того, удерживать сходными относительные потери.

Например, 4мкс единица TXOP для длины TXOP короче 128 мкс, тогда как 256 мкс единица TXOP для длины TXOP больше 896мкс.

Расширение NAV может быть ослаблено посредством отправки CF-end, если оставшееся время больше 68мкс (CF-END + SIFS).

В данной заявке, раскрывается способ указания продолжительности TXOP в HE-SIGA.

Для достижения компромисса между производительностью и служебными данными, 6 или 7 битов используются вместе с многоуровневым указанием.

Пример 1 (опция 1) показан в Таблице 4

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 4мкс/8мкас/16мкс/256мкс

Таблица 4

Пример 2 (опция 2) показан в Таблице 5

7 битов суммарно, при этом 2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/16мкс/32мкс/512мкс.

Таблица 5

Упрощенные решения

Пример 3 (опция 3), показан в Таблице 6

6 битов суммарно, при этом 1 бит указывает единицу TXOP: 16мкс/512мкс.

Таблица 6

Сравнение производительности первых трех примеров (опций):

Другой пример 6 битов суммарно, показан в Таблице 7:

При этом 2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/16мкс/32мкс/512мкс.

Таблица 7

Другой пример 6 битов суммарно, показан в Таблице 8:

При этом 2 бита указывают единицу TXOP: 16мкс/16мкс/32мкс/512мкс

Таблица 8

Другой пример 6 битов суммарно, показан в Таблице 9:

При этом 2 бита указывают единицу TXOP: 16мкс/16мкс/16мкс/512мкс.

Таблица 9

Пример 4, показан в Таблице 10:

Фиксированная степень детализации в 64мкс с помощью 7 битов суммарно.

Таблица 10

Пример 5, показан в Таблице 11:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 4мкс/16мкс/64мкс/256мкс.

Таблица 11

Пример 6, показан в Таблице 12:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/16мкс/32мкс/256мкс

Таблица 12

Пример 7, показан в Таблице 13:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/16мкс/64мкс/256мкс

Таблица 13

Пример 8, показан в Таблице 14:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/16мкс/64мкс/512мкс

Таблица 14

Пример 9, показан в Таблице 15:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/32мкс/128мкс/512мкс

Таблица 15

Пример 10, показан в Таблице 16:

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/32мкс/64мкс/512мкс

Таблица 16

Пример 11, показан в Таблице 17

7 битов суммарно

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/8мкс/8мкс/256мкс

Таблица 17

Продолжительность TXOP для ACK/BA/MBA

Поле продолжительности TXOP в HE-SIGA также может указывать продолжительность времени для ACK/BA/MBA, непосредственно следующей за PPDU данных. Показано на Фигуре 3.

Мы может использовать 7 битов, чтобы указывать 1 мс с помощью единицы в 8 мкс, которая может охватывать большую часть кадров ACK/BA/MBA с низкой MCS.

Таблица 18

Или, в другом примере,

Таблица 19

Пример 12

Как показано в Таблице 20, пример 12 был раскрыт на примере 11, который включает в себя запись 11111 в Таблице 17. TXOP в HE-SIGA может использовать 7 битов с 2 степенями детализации, одна небольшая и одна большая степень детализации. Например, небольшая степень детализации использует 8 мкс, чтобы указывать диапазон TXOP 0~760мкс с помощью 96 записей, а большая степень детализации использует 256мкс, чтобы указывать диапазон TXOP 768~8448мкс с помощью 31 записи.

2 бита указывают единицу TXOP: 8мкс/8мкс/8мкс/256мкс

Таблица 20

Поскольку поле продолжительности в заголовке MAC представлено с единицей 1мкс, будет присутствовать разность в точности между продолжительностью заголовка MAC и TXOP в HE-SIGA. Чтобы избежать проблемы чрезмерной защиты в том, что TXOP в HE-SIGA больше продолжительности в заголовке MAC, действительной информацией продолжительности, указываемой полем TXOP в HE-SIGA, должна быть наибольшая допустимая информация продолжительности, которая меньше или равна информации продолжительности, указанной полем Продолжительность в заголовке MAC в HE PPDU. Тогда TXOP в HE-SIGA всегда меньше точной продолжительности в заголовке MAC с delta_T, показанной на Фигуре 4, которая основана на используемой степени детализации. Это вызывает проблему недостаточной защиты, состоящую в том, что TXOP в HE-SIGA не может охватить точную продолжительность в заголовке MAC.

Чтобы избежать проблемы недостаточной защиты, мы добавляем следующие правила:

(1) Предполагая, что держатель TXOP отправляет запрашивающий кадр (например, кадр 0) с TXOP в HE-SIGA со значением PHT_0. Ответчик TXOP должен передавать отвечающий кадр (например, кадр 1) не длиннее чем PHT_0 - SIFS_time, чтобы избежать того, что прием отвечающего кадра на держателе TXOP подвергается помехам со стороны OBSS STA, которая только декодирует поле TXOP в запрашивающем кадре от держателя TXOP и устанавливает NAV с PHT_0. Показано на фигуре 5.

(2) Предполагая, что держатель TXOP принимает отвечающий кадр от ответчика TXOP с TXOP в HE-SIGA со значением PHT_1. Если держатель TXOP осуществляет передачу тому же самому ответчику TXOP, он должен передавать другой запрашивающий кадр (например, кадр 2) не длиннее PHT_1-SIFS_time, чтобы избежать того, что прием запрашивающего кадра (кадра 2) на ответчике TXOP подвергается помехам со стороны OBSS STA, которая только декодирует поле TXOP в отвечающем кадре от ответчика TXOP и устанавливает NAV с PHT1. Показано на фигуре 6.

Примечание: Эти два правила применяются к всем примерам для таблиц кодирования TXOP выше.

Схема вариантов осуществления применима к системе сети WLAN. Нижеследующее является принципиальной схемой применимого сценария способа в беспроводной локальной сети, предоставленной вариантами осуществления. Как показано на Фиг. 7 ниже, система сети WLAN может включать в себя станцию 101 доступа и, по меньшей мере, станцию 102. В системе сети WLAN, некоторые станции (не-AP станция или AP) могут работать в качестве держателя TXOP, другие могут работать в качестве ответчика, подобно показанному на фигуре 4, 5, или 6.

Точка доступа (AP, Точка Доступа) также может именоваться беспроводной точкой доступа, мостом, «горячей» точкой, или подобным, и может быть сервером доступа или сетью связи.

Станция (STA, Станция) может дополнительно именоваться как пользователь, и может быть беспроводным датчиком, беспроводным терминалом связи, или мобильным терминалом, например, мобильным телефоном (или именуемым как «сотовый» телефон), который поддерживает функцию связи WiFi, и компьютером, который имеет функцию беспроводной связи. Например, станция может быть портативной, карманного размера, переносной, встроенной в компьютер, носимой, или беспроводным устройством связи на транспортном средстве, которое поддерживает функцию связи WiFi, и осуществляет обмен данными связи, такими как голос или данные с сетью беспроводного доступа.

Специалисту в соответствующей области техники известно, что некоторое оборудование связи может включать в себя как функции описанной выше STA, так и AP. Это не ограничивается в вариантах осуществления.

Фигура 8 является принципиальной схемой устройства передачи данных (такого как тока доступа, станция, чип, или подобное), предусмотренного в вариантах осуществления. Как показано на Фиг. 8 ниже, устройство 1200 переноса данных может быть реализовано в качестве общей архитектуры шины применительно к шине 1201. В зависимости от конкретного приложения устройства 1200 переноса данных и общих ограничений на исполнение, шина 1201 может включать в себя любое число взаимно-соединенных шин и мостов. Шина 1201 связывает разнообразные цепи, включая процессор 1202, запоминающий носитель 1203 информации, и интерфейс 1204 шины. Шина 1201, устройство 1200 переноса данных использует интерфейс 1204 шины, чтобы соединяться с сетевым адаптером 1205 и подобным через шину 1201. Как показано на Фиг. Сетевой адаптер 1205 может быть использован, чтобы реализовывать функции обработки сигнала физического слоя в беспроводной локальной сети и передавать и принимать радиочастотные сигналы через антенну 1207. Интерфейс 1206 пользователя может соединяться с терминалом пользователя, таким как клавиатура, дисплей, мышь, игровой манипулятор, или подобное. Шина 1201 также может быть соединена с разнообразными другими цепями, такими как источники хронометража, периферийные устройства, регуляторы напряжения, цепи управления питанием и т.д., которые хорошо известны в области техники и не будут описываться подробно.

Устройство 1200 переноса данных также может быть сконфигурировано в качестве общей системы обработки, которая включает в себя один или более микропроцессоров, которые обеспечивают функциональность процессора, и внешнюю память, которая предоставляет, по меньшей мере, часть запоминающего носителя 1203 информации, все из чего осуществляет связь через внешнюю систему шины. Структура соединяется с другими поддерживающими цепями.

В качестве альтернативы, устройство 1200 переноса данных может быть реализовано, используя ASIC (проблемно-ориентированная интегральная микросхема) с процессором 1202, интерфейсом 1204 шины, интерфейсом 1206 пользователя, и, по меньшей мере, частью запоминающего носителя 1203 информации, интегрированными в едином чипе, или, Устройство 1200 передачи данных может быть реализовано, используя одно или более из FPGA (Программируемая Вентильная Матрица), PLD (Программируемое Логическое Устройство), контроллера, конечного автомата, вентильной логики, дискретных компонентов аппаратного обеспечения, любых других подходящих Цепей, или любое сочетание цепей, выполненных с возможностью выполнения разнообразных функций, описываемых на всем протяжении данного раскрытия.

Процессор 1202 отвечает за администрирование шины и общую обработку, включая исполнение программного обеспечения, хранящегося в запоминающем носителе 1203 информации). Процессор 1202 может быть реализован, используя один или более процессоры общего назначения и/или выделенные процессоры. Примеры процессоров включают в себя микропроцессоры, микроконтроллеры, DSP процессоры, и другие цепи, выполненные с возможностью исполнения программного обеспечения. Программное обеспечение следует толковать широко, как означающее инструкции, данные или любое их сочетание, именуемое ли как программное обеспечение, встроенное программное обеспечение, промежуточное программное обеспечение, микрокод, язык описания аппаратного обеспечения, или иное. Запоминающий носитель 1203 информации показан как отдельный от процессора 1202, тем не менее, специалистам в соответствующей области техники будет легко очевидно, что запоминающий носитель 1203 информации или любая его часть может располагаться вне устройств 1200 передачи данных. Например, запоминающий носитель 1203 информации может включать в себя линию передачи, форму волны несущей, модулированную данными, и/или компьютерное изделие отделенное от беспроводного узла, при этом к всему доступ может быть получен посредством процессора 1202 через интерфейс 1204 шины. В качестве альтернативы, запоминающий носитель 1203 информации или любая его часть может быть интегрирован в процессор 1202, что может быть, например, кэшем и/или регистром общего назначения.

Процессор 1202 может выполнять описанные выше варианты осуществления, и не будет здесь описан.

Специалистам в соответствующей области техники будет понятно, что все или часть этапов, реализующих варианты осуществления способа выше, могут быть выполнены программой, связанной с аппаратным обеспечением, которая может быть сохранена на машиночитаемом запоминающем носителе информации, который, когда исполняется, включает этапы описанного выше варианта осуществления способа, и вышеупомянутый запоминающий носитель информации включает в себя разнообразные виды носителей информации, такие как ROM, RAM, магнитный диск или оптический диск, на котором могут быть сохранены коды программы.

Варианты осуществления могут быть применены к беспроводным локальным сетям, но не ограничиваются, системам Wi-Fi, представленным 802.11a, 802.11b, 802.llg, 802.11n, и 802.11ac и также к системам Wi-Fi следующего поколения, системам Беспроводной LAN.

Конечно, они могут быть применены к другим возможным беспроводным сетям.

Нижеследующее предоставляет некоторое число вариантов осуществления, предоставленных описанием на простом языке:

1. Способ передачи информации для радиосвязи, содержащий этапы, на которых:

генерируют, посредством отправляющей стороны, PPDU, которая несет поле TXOP в HE-SIGA у PPDU, причем поле TXOP используется для уведомления других станций об оставшемся времени использования канала станцией, при этом поле TXOP может быть указано посредством разной степени детализации;

отправляют PPDU.

2. Способ приема информации для радиосвязи, содержащий этапы, на которых:

принимают, PPDU отправленную причем HEOPA у PPDU несет поле TXOP для информирования других станций об оставшемся времени использования канала станцией, при этом поле TXOP может быть перенесено с разными Инструкциями степени детализации;

отправляют, кадр ответа TXOP в соответствии с принятой PPDU.

3. Способ в соответствии с вариантом 1 или 2 осуществления, в котором поле TXOP указывается, используя две разные степени детализации.

4. Способ варианта 3 осуществления, в котором поле TXOP указывается двумя степенями детализации в 8мкс и 256мкс.

5. Способ варианта 4 осуществления, в котором поле TXOP составляет 7 битов в длину и включает в себя 128 значений; при этом 96 значений указываются со степенью детализации в 8мкс, указываемый диапазон TXOP составляет от 0 до 760 микросекунд; 31 число указывается со степенью детализации в 256мкс и указываемый диапазон TXOP составляет от 768 до 8448мкс.

6. Способ в соответствии с вариантом 2 осуществления, дополнительно содержащий:

длина TXOP у кадра ответа TXOP должна быть меньше или равна длине, которая остается после вычитания времени SIFS из значения, представленного полем TXOP, в кадре инициирования у станции (TXOP станции возникновения).

7. Способ варианта 1 осуществления, при этом станция отправляет новый кадр инициирования TXOP, если адрес получателя нового кадра передачи TXOP совпадает с адресом передачи станции, которая отправила предыдущий кадр ответа TXOP, причем новый кадр передачи TXOP должен быть меньше или равен длине, которая остается после времени SIFS минус значение, представленное полем TXOP в кадре ответа TXOP.

8. Способ варианта 2 осуществления, в котором, после этапа, на котором принимают PPDU, отправленную отправляющей стороной, отвечают на ACK или BA, причем ACK или BA содержат поле продолжительности в представлении степени детализации, причем поле продолжительности представляется временем, в которое другие станции будут уведомлены о канале, который будет использован.

9. Устройство связи, содержащее память и процессор, выполненный с возможностью осуществления способов, таких как 1, 3-5, 7.

10. Устройство связи, содержащее память и процессор, выполненный с возможностью осуществления способов, таких как 2, 3-5, 8.