通信鏈路控制的系統和方法
【專利摘要】一個接入點的運作方法包括從第一終端接收信息，該終端用于在一個非傳輸指示映射(TIM)模式中運行，及確定用于第一終端的下行鏈路數據在接入點處是否可獲得。該方法也包括向第一終端傳輸一個或多個以下內容：下行鏈路數據，其目的地為第一終端；一個數據指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示第一終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示為第一終端發送下行數據的時間。
【專利說明】通信鏈路控制的系統和方法
[0001]本申請要求于2011年11月18日提交美國專利局、臨時申請號為61/561，707、發明名稱為“WiFi網絡中下行和上行控制的系統和方法”，于2012年10月10日提交美國專利局、非臨時申請號為13/649，082、發明名稱為“通信鏈路控制的系統和方法”，其全部內容通過引用包含于本申請中。
【技術領域】
[0002]本發明一般涉及數字通信，尤其涉及一種通信鏈路控制的系統和方法。
【背景技術】
[0003]在符合IEEE802.11的通信系統(也稱為WiFi)中，一個接入點(AP)通過從一個或多個STA接收傳輸并將該傳輸轉發給它們的預期目的地，來服務于一個或多個終端(STA)。相似的，所述AP接收目的地為其中一個STA的傳輸，并將該傳輸轉發給STA。一個傳輸發生在稱為通信鏈路的單向信道。從STA到AP的傳輸可以被稱為上行鏈路(UL)傳輸，從AP到STA的傳輸可以被稱為下行鏈路(DL)傳輸。
【發明內容】
[0004]本發明的實施例提供了一種通信鏈路控制的系統和方法。
[0005]本發明的一個實施例提供了一種接入點的運作方法。該方法包括由該接入點從第一終端接收信息，該終端用于在一個非傳輸指示映射(TIM)模式里運行。該方法也包括由接入點確定目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點處是否可獲得。該方法還包括，由接入點向第一終端傳輸一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為第一終端；一個數據指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示第一終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據將被發送到該終端的一個特定時間。
[0006]本發明的另一個實施例提供了一種終端的運作方法。該方法包括由一個用于作為一個非傳輸指示圖(TIM)運行的終端，向一個接入點傳輸一個或多個上行鏈路數據或目的地為該終端的下行鏈路數據的請求。該方法也包括由該終端從接入點接收一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為該終端；一個數據指示器，指示目的地為該終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示該終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為該終端的下行鏈路數據將被發送到該終端的一個特定時間。
[0007]本發明的另一個實施例提供了一個接入點。該接入點包括一個接收器、一個發射器和一個處理器，該處理器被可操作地耦合到該接收器和發射器上。該接收器從第一終端接收信息，該終端用于在一個非傳輸指示映射(TIM)模式里運行。該發射器向第一終端發送一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為第一終端；一個數據指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示第一終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據將被發送到該終端的一個特定時間。
[0008]實施例的一個優點是不接收流量或接收很少流量的終端不需要對此類流量的指示器進行監控。因此，這些終端能夠休眠很長一段時間。從而使這些終端的功耗可以減少，其電池壽命可以增加。
[0009]實施例的另一個優點是呈現了一種技術，允許不接收或接收很少流量的終端指出它們已做好準備，接收所收到的流量。因此，這些終端不大量功耗仍能進行通信。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了更完整地理解本發明及其優點，現在參考以下的說明并結合附圖，其中:
[0011]圖1表不信標(beacon)的一部分；
[0012]圖2a表示根據上述實施例的示例性通信系統；
[0013]圖2b表示一個示例性通信系統，其中所述通信系統包括傳感器設備和流量卸載設備；
[0014]圖3a表示根據上述實施例，當AP自動檢測一個終端的類型時，AP中操作的流程圖示例；
[0015]圖3b表示根據上述實施例，當AP使用該終端的聲明檢測一個終端的類型時，AP中操作的流程圖示例；
[0016]圖4表示根據上述實施例，當AP向一個非TM終端提供下行鏈路數據時，AP中發生的操作的流程圖示例；
[0017]圖5a表示根據上述實施例，當AP向一個非TM終端傳輸下行鏈路數據以對下行鏈路數據的隱式請求作出響應時，AP中操作的流程圖示例；
[0018]圖5b表示根據上述實施例，當AP向一個非TIM終端傳輸下行鏈路數據的指示，以對下行鏈路數據的隱式請求作出響應時，AP中操作的流程圖示例；
[0019]圖5c表示根據上述實施例，當AP向一個包含確認的非TIM終端傳輸下行鏈路數據的指示，以對下行鏈路數據的隱式請求作出響應時，AP中操作的流程圖示例；
[0020]圖5d表示根據上述實施例，當AP向一個非TIM終端傳輸下行鏈路數據，以對下行鏈路數據的顯式請求作出響應時，AP中操作的流程圖示例；
[0021]圖6表示根據上述實施例，當一個非TM終端請求并接收下行鏈路數據時，非TM終端中操作的流程圖示例；
[0022]圖7a表示根據上述實施例，當一個非TIM終端用一個隱式請求來請求并接收下行鏈路數據時，非TIM終端中操作的流程圖示例；
[0023]圖7b表示根據上述實施例，當一個非TIM終端用一個隱式請求來請求并接收下行鏈路數據，并接收下行鏈路數據的指示器時，非TIM終端中操作的流程圖示例；
[0024]圖7c表示根據上述實施例，當一個非--Μ終端用一個顯式請求來請求并接收下行鏈路數據時，非TIM終端中操作的流程圖；
[0025]圖7d表示根據上述實施例，當一個非TIM終端用一個顯式請求來請求并接收下行鏈路數據，并接收下行鏈路數據的指示器時，非TIM終端中操作的流程圖示例；
[0026]圖8a到8c表示根據上述實施例,支持多終端類型的信標的示例；
[0027]圖9a表示根據上述實施例,在產生信標的一個AP中操作的流程圖示例；[0028]圖9b表示根據上述實施例，接收信標的一個TM終端中操作的流程圖示例；
[0029]圖9c表示根據上述實施例，接收信標的一個非TIM終端中操作的流程圖示例；
[0030]圖10表示根據上述實施例的第一通信設備示例。
[0031]圖11表示根據上述實施例的第二通信設備示例。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細討論了當前示例性實施例及其結構的運行。然而，應該理解，本發明提供了許多適用的發明概念，可以體現在多種特定的上下文中。所述特定實施例僅說明性地討論了本發明的具體結構和操作本發明的方法，并不限制本發明的范圍。
[0033]本發明的一個實施例涉及通信鏈路控制。例如，在一個接入點，該接入點廣播一個信標，其包括發送給第一終端的一個TIM，第一終端解碼了 TIM，而第二終端忽略了 TIM。所述接入點從第二終端接收一個請求，請求目的地為第二終端的下行鏈路數據。接入點進行核查以確定是否存在目的地為該終端的下行鏈路數據，如果存在目的地為該終端的下行鏈路數據，該接入點將下行鏈路數據傳輸到第二終端。例如，在一個終端中，該終端對由接入點發送的一個信標的公共的數據部分進行解碼，但忽略了信標的TIM部分。該終端發送目的地為該終端的下行鏈路數據的請求，并從所述接入點接收到下行鏈路數據。
[0034]本發明將在特定的 上下文中，即符合IEEE802.11的通信系統中下行鏈路數據的傳輸，對其實施例進行描述。然而，本發明也可用于符合IEEE802.11的通信系統中的上行鏈路數據傳輸，符合其它標準的通信系統和非標準通信系統的上行鏈路和/或下行鏈路數據傳輸，其中，傳輸的指示器向通信設備呈現。
[0035]圖1表不信標100的一部分。信標100由一個AP定期發送,并包含一個單兀標識(單元ID)字段105、一個長度字段110、一個提交流量指示消息(DTIM)計數字段115、一個DTIM周期字段120、一個比特位圖控制字段125，一個虛擬比特位圖字段130。單元ID字段105、長度字段110、DHM計數字段115、DHM周期字段120及比特位圖控制字段125包含信息，識別與指定包含在部分虛擬比特位圖字段130中的一個流量指示圖(--Μ)比特位圖。TIM比特位圖由AP或一個網狀STA維護，包括被組織為251個字節的2008個位。在--Μ比特位圖中，TM比特位圖中的第N位(O SNS 2007)與N除以8向下取整后的余數相對應，其中每個字節的低階位是位號0，每個字節的高階位是位號7。TIM比特位圖中的每個位對應于一個基本服務集(BSS)中為特定的STA緩沖的流量(數據)，所述AP在信標100被傳輸時傳輸；或對應于一個網格BSS (MBSS)中特定的對等體網格STA，該網格STA在信標100被傳輸時傳輸。
[0036]如果不存在用于STA的數據(例如，對應于第N位的STA的單獨編址的MAC服務數據單元(MSDU)和/或MAC管理協議數據單元(MMPDU))，在--Μ中的比特位圖的第N位被設置為“O”。如果有任何單獨尋址的數據，例如，與第N位相對應的用于STA的MSDU和/或MMPDU，那么在--Μ比特位圖的第N位被設置為“I”。值得注意的是，在傳統的IEEE802.11系統中，例如，那些符合IEEE802.1la,802.Hg,802.1ln,802.1lac等的系統，BSS中STA的最大數目為2007，所以在--Μ比特位圖能夠代表一個單一的BSS的所有STA。
[0037]圖2a表不一個通信系統200。通信系統200包括一個服務于多個終端的AP205,例如終端210、終端212、終端214、終端216。AP205定期發送一個包括--Μ比特位圖的信標，以指示AP205為哪個終端緩沖數據。多個終端監聽到信標，其中包括檢測和解碼信標，并確定它是否能從AP205接收到發送數據。如果一個終端將從AP205接收到發送數據，則該終端可以保持醒著，以接收所發送數據。如果一個終端不會從AP205接收所發送的數據，然后該終端可以休眠或進行一些其它操作。
[0038]最近，一個新的任務組TGah已被形成，以為IGHz以下的WiF1.規格作準備。IGHzWiF1.，如TGah所指定的，主要針對傳感器網絡和二次利用場景的蜂窩網絡流量卸載。對規格的要求是支持超過6000個終端。IGHz的WiFi將通過對20MHz WiFi的降時鐘來實現在窄帶寬(I和2MHz)中運行。然而，這自然會導致符號持續時間增加，從20MHz的4us增加到 2MHz 的 40us。
[0039]圖2b表示一個通信系統250，其中，通信系統250包括傳感器設備和流量卸載設備。通信系統250能夠符合TGah指定的IGHz的WiFi。通信系統250包括一個AP255，其服務于多個傳感器設備，例如傳感器260和傳感器262，以及多個流量卸載設備，如卸載設備265和卸載設備267。AP255可以周期性地發送信標，包括一個--Μ比特位圖，來表示由AP255所服務的設備，例如，傳感器設備和流量卸載設備，以及其它類型的設備，其中AP255要將下行鏈路數據傳輸到這些設備。值得注意的是，通信系統250還可以包括其它通信設備，如電腦、平板電腦、電話、打印機、電視機和繼電器等。然而，為簡單起見，通信系統250包括一個接入點、五個傳感器裝置和三個卸載設備。
[0040]然而，傳感器設備通常進行測量，并將測量結果通過AP255發送到一個信息聚合器，并且通常不接收或接收很少的下行數據。換句話說，傳感器設備的主要進行UL傳輸，很少接收或不接收DL傳輸。因此，與傳感器終端對應的--Μ比特位圖大部份情況是設為“0”，或沒有下行數據狀態。
[0041]流量卸載設備以及其它設備，例如用戶設備(UE)、智能手機、電腦、平板電腦等，主要接收DL傳輸，而通常進行很小數目的UL傳輸。因此，在與卸載設備相對應的--Μ比特位圖中的位被設置為“I”或有下行鏈路數據的概率是很高的。
[0042]此外，由于傳感器設備通常是電池供電，耗電量是傳感器網絡中另一個重要的考慮因素。任何額外的開銷，如通信開銷，都會縮短電池壽命，這意味著涉及更換電池的額外費用。作為一個例子，如果一個TM比特位圖在由TGah所指定的IGHz的WiFi中使用時，所述--Μ比特位圖將是至少6000位長(每個終端I位)，一個包括--Μ比特位圖的信標將長于40ms。主動接收一個40ms的傳輸的傳感器將消耗大量的能量，從而大大縮短了其電池壽命。因此，不要求具有很少或沒有下行鏈路數據的傳感器設備及其它設備來檢測和解碼TIM比特位圖是可取的，這可能導致在一個顯著的功耗降低。該傳感器設備，其特征在于在低占空比的流量。在傳輸之間，它們可能通過切換到睡眠或掛起模式節省能量。傳感器設備為UL傳輸醒著。
[0043]值得注意的是，雖然討論的焦點集中于在下行鏈路傳輸的下行鏈路數據和TIM比特位圖，這里介紹的示例性實施例還用于在上行鏈路傳輸的上行鏈路數據和TM比特位圖。因此，對在下行鏈路傳輸的下行鏈路數據和TIM比特位圖的討論不應該被解釋為被限制于所述示例性實施例的范圍或精神中的任意一種。
[0044]根據一個示例性實施例，根據其TIM狀態，在通信系統中的終端可以被歸為以下兩種類型中的一種，即，使用或不使用用于下行鏈路數據和/或上行鏈路數據信令的TM比特位圖。第一終端的類型可以被稱為一個TIM(或類似的需要TIM)終端，其中包括使用TIM比特位圖用于下行鏈路數據和/或上行鏈路數據信令的終端。TIM終端的示例可包括流量卸載設備、UE、電腦、平板電腦等。第二終端的類型可以被稱為一個非TIM(或類似的不需要TIM)終端，包括不使用--Μ比特位圖用于下行鏈路數據和/或上行鏈路數據信令的終端。非TIM設備的實施例包括傳感器設備以及具有很少或根本沒有下行鏈路數據和/或上行鏈路數據的其它設備。表1和表2呈現了用于下行鏈路數據和上行鏈路數據信令的終端的類型。
表1:用于下行鏈路數據信令的終端類型的總結
【權利要求】
1.一種接入點運作的方法，所述方法包括:由該接入點從第一終端接收信息，該終端用于在一個非傳輸指不映射(TIM)模式里運行； 由接入點確定接入點是否存在第一終端的下行鏈路數據；由接入點向第一終端傳輸一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為第一終端；一個數據指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示第一終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據將被發送到該終端的一個特定時間。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括:確定第一終端已做好接收數據的準備。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，從第一終端接收數據包括接收用于第一終端的下行鏈路數據的請求。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，從第一終端接收信息包括:接收上行鏈路數據的傳輸。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，從第一終端接收信息包括接收一個PS輪詢消息。
6.根據權利要求1所述的方法，進一步包括:從第一終端收到一個無需TIM的指示信息，以表明至少第一終端 并不需要TIM，第一終端并不對TIM進行解碼。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，對無需TIM的指示信息的接收發生在一個關聯過程中。
8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括:廣播信標包括一個公共的數據部分和一個TIM部分，其中， 所述--Μ位于--Μ部分中； 編碼--Μ部分； 編碼公共的數據部分。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述TIM部分和公共的數據部分被編碼，以使它們能分別被解碼。
10.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 廣播信標包括前導碼、一個公共的數據部分和一個TIM部分； 用第一字段編碼TM部分，以進行誤差檢測和校正； 用第二字段編碼前導碼和公共的數據部分，以進行誤差檢測和校正。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，分別從所述前導碼和公共的數據部分對所述--Μ部分進行編碼。
12.根據權利要求10，其中，所述前導碼包括: 一個信標指示器； 一個公共的數據的持續時間信息和公共的數據長度信息； 一個--Μ持續時間信息和--Μ長度信息。
13.根據權利要求12，其中，所述前導碼包括一個單獨的功能模塊編碼指示器。
14.根據權利要求10，其中，所述前導碼包括:一個信標指示器； 公共的數據的持續時間信息。
15.根據權利要求14，其中，所述公共的數據部分包括TIM持續時間信息。
16.根據權利要求1的方法，進一步包括:將第一消息發送到在--Μ模式中運行的第二終端，所述第一消息指示第一終端被切換到在非TIM模式中運行。
17.根據權利要求16的方法，進一步包括:將第二消息發送至第二終端，其包括第二終端的一個新的關聯標識符。
18.根據權利要求16的方法，進一步包括:將第三消息發送至第一終端，其包括第一終端的一個新的關聯標識符。
19.根據權利要求1的方法，進一步包括:將第四消息發送至第一終端，指示第一終端被切換運行在非TIM模式中。
20.根據權利要求1的方法，進一步包括:將第一終端的下行鏈路數據放置在一個存儲器中。
21.一種操作一個終端的方法，所述方法包括: 由一個用于作為一個非傳輸指示圖(TIM)運行的終端，向一個接入點傳輸一個或多個上行鏈路數據或目的地為該終端的下行鏈路數據的請求； 由該終端從接收點接收一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為該終端；一個數據指示器，指示目的地為該終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示該終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為該終端的下行鏈路數據將被發送到該終端的一個特定時間。
22.根據權利要求 21所述的方法，其中，發送請求包括發送一個PS輪詢消息。
23.根據權利要求21所述的方法，進一步包括:向所述接入點發送一個無需TIM的指不?目息。
24.根據權利要求21所述的方法，進一步包括:從所述接入點接收一個非TIM指示器。
25.根據權利要求21的方法，進一步包括:將第一消息發送到接入點，表明該終端從作為非TIM終端運行切換到作為TIM終端運行。
26.根據權利要求25的方法，進一步包括:接收第二消息包括該終端的一個關聯標識符。
27.一個接入節點包括: 一個接收器，用于從第一終端接收信息，該終端用于在一個非傳輸指示映射(TIM)模式里運行； 一個發射器，該發射器用于向第一終端發送一個或多個以下內容:下行鏈路數據，其目的地為第一終端；一個數據指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點可獲得；或一個信息，指示第一終端可獲得下行鏈路數據；或一個時間指示器，指示目的地為第一終端的下行鏈路數據將被發送到第一終端的一個特定時間； 一個處理器，被可操作地耦合到所述接收器和發射器，所述處理器用于確定目的地為第一終端的下行鏈路數據在接入點是否是可用的。
28.根據權利要求27所述的方法，其中，所述接收器用于接收上行鏈路數據的傳輸。
29.根據權利要求27所述的方法，其中，所述接收器用于接收一個PS輪詢消息。
30.根據權利要求27所述的方法，其中，所述接收器用于接收用于第一終端的一個下行鏈路數據的請求。
31.根據權利要求27所述的接入點，其中，所述接收器用于從第一終端接收一個無需TIM的指示信息，以指示一個或多個第一終端并不需要ΤΙΜ，第一終端并不對TIM解碼。
32.根據權利要求31所述的接入點，其中，對無需TIM的指示信息的接收發生在關聯過程中。
33.根據權利要求27所述的接入點，其中，所述接收器用于廣播一個信標，包括一個公共的數據部分和一個TIM部分，其中，所述接收器用于為所述TIM部分和公共的數據部分編碼，以使它們能分別被解碼。
34.根據權利要求27所述的接入點，其中， 所述接收器用于廣播一個信標，包括一個前導碼、一個公共的數據部分和一個TIM部分，其中，所述接收器用于為所述TIM部分編碼，及為前導碼和公共的數據部分編碼，以使它們能分別被解碼。
35.根據權利要求27所述的接入點，其中，所述發射器用于向第二終端發送一個開始解碼指示器，第二終端用于忽略所述TM，開始對TIM解碼。
36.根據權利要 求27所述的接入點，其中，所述發射器用于向第三終端發送一個停止解碼指示器，第三終端用于對TM解碼，及停止對--Μ解碼。
【文檔編號】H04W52/02GK103931240SQ201280054983
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年10月22日 優先權日:2011年11月18日
【發明者】喬治·卡爾切夫, 陳斌, 蔡林 申請人:華為技術有限公司