在無線通信系統中傳送數據幀的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及在無線通信系統中傳送數據幀的方法和裝置。該方法包括：發射機向接收機傳送組控制信息，該組控制信息包括位圖信息和流信息；和在傳送所述組控制信息之后，發射機向接收機傳送數據幀，該數據幀包括用于接收至少一個流的接收機的、指示多個組之一的組編號；其中該位圖信息包括多個比特，所述多個比特中的每一比特對應于所述多個組中的每一組，所述多個比特中的每一比特指示接收幀的接收機是否屬于所述多個組中的對應組，其中該流信息指示在多用戶多輸入多輸出環境中要由接收機接收的至少一個流，并且其中該組控制信息通過被包括在媒體訪問控制(MAC)幀中來傳送。
【專利說明】在無線通信系統中傳送數據幀的方法和裝置
[0001 ]本專利申請是下列發明專利申請的分案申請:
[0002]申請號:201080062285.1
[0003]申請日:2010年11月24日
[0004]發明名稱:用于在基于多用戶的無線通信系統中傳送幀的方法
技術領域
[0005]本發明的示范實施例涉及用于通過對多個無線站進行分組來傳送幀的方法;并更具體地，涉及用于在基于多用戶多輸入多輸出(MU-Mnro)的無線通信系統中對多個無線站進行分組以改善傳送效率的用于傳送幀的方法。
【背景技術】
[0006]無線局域網(WLAN)基本上支持分布系統(DS)中的接入點(AP)、和包括不是接入點的多個無線站的基本服務集(BSS)。
[0007]WLAN的媒體訪問控制(MAC)協議基于載波感測多接入/沖突避免(CSMA/CA)來操作。因此，WLAN不利地浪費信道競爭中的資源。為了克服這樣的問題，在IEEE 802.1 Ia中定義的增強MAC協議引入了脈沖串(burst)傳送方案。在脈沖串傳送方案中，在獲得無線資源的傳送權之后的傳送機會(TXOP)時間期間，按照短幀間間隔(SIFS)的間隔，來傳送多個MPDU，并且響應于傳送的MPDU來接收ACK。
[0008]此外，在IEEE802.1ln中定義了聚合MSDU(A-MSDU)和聚合MPDU(A-MPDU)。多于一個MSDU在沒有幀間間隔的(IFS)的情況下被捆綁在一起，并通過競爭使用一個時間無線資源來傳送。
[0009]最近，WLAN用戶已經急劇增加。IEEE 802.1lac已正在對甚高吞吐量(VHT)WLAN系統進行標準化，以便增加一個BSS所提供的數據吞吐量。
[0010]VHT WLAN系統在包括一個AP和兩個STA的多個(三個)-STA環境中支持在AP的MACSAP處的IGbps的最大吞吐量、以及對點對點環境支持在無線STA的MAC SAP處的500Mbps的最大吞吐量。還存在這樣的考慮，使得VHT WLAN的每一AP和STA同時支持與現有WLAN(IEEE802.1la/n系統)的兼容性。
[0011 ] 其間，當無線STA在無線通信系統(例如，WLAN)中獲取TXOP時，STA需要通過關于請求幀的應答幀來接收應答，以便改善無線通信的可靠性。例如，需要應答的幀包括RTS(請求發送(Request-To-Send))幀、BAR(塊ACK請求)幀、數據幀、和用于各種請求(諸如，探測請求、驗證請求、關聯請求)的幀。響應于需要應答的幀的應答幀如下:對RTS幀作出應答的應答幀是CTS(清除發送((Clear-To-Send)))幀;對BAR幀作出應答的應答幀是BA(塊ACK)幀；對數據幀作出應答的應答幀是ACK或BA幀；而對各種請求幀作出應答的應答幀是各種應答(例如，探測應答、驗證應答、關聯應答)的幀。
[0012]應答被分類為即時應答和延遲應答。單條數據的應答(ACK幀)對應于即時應答;而對連續傳送或聚合MPDU作出應答的塊應答對應于即時應答和延遲應答兩者。
[0013]按照以下方式使用即時應答:當生成所接收的請求幀的PHY-RXEND.原語時，在SIFS之后傳送應答幀，使得其他無線STA不進行傳送。在該情況下，幀交換序列構成一對，如上所述。所生成的應答幀可以不包括傳送地址。
[0014]另一方面，按照以下方式使用延遲應答:作為用于通知是否已接收到初始生成的請求幀的基本應答通過ACK幀來進行應答，并且然后傳送包括所請求的信息的應答幀。該情況下的應答幀可通過關于信道的EDCA(增強分布信道接入)來傳送、由另一幀背負(piggyback)、或與另一幀聚合在一起并傳送。根據延遲應答方案，傳送STA從接收STA接收應答幀，并然后使用ACK幀向接收STA通知已接收到該應答幀。
[0015]在這樣的WLAN中的請求和應答幀交換序列可被應用到多用戶無線通信系統。當支持上行鏈路MU-M頂O技術時，無線STA可根據上述幀交換序列來接收幀，并在IFS之后同時傳送應答幀。
[0016]當不支持上行鏈路MU-MIMO技術時，或者當即使支持上行鏈路MU-MIMO技術、但是期望更好吞吐量時，無線STA在接收到幀之后需要使用不同信道或時間來傳送應答幀。
[0017]用于在WLAN系統中使用不同時間但是使用相同帶寬來交換幀的方案包括:對于每一無線STA通過信道接入來交換得出(elicit)應答幀的請求幀和應答幀的方案、以及由多個無線STA通過單一請求幀來傳送隨后應答幀的方案。
[0018]特別是，對于每一無線STA通過信道接入來交換得出應答幀的請求幀和應答幀的方案如下:AP通過信道接入向第一無線STA傳送請求幀;第一無線STA在SIFS之后傳送應答幀;AP通過信道接入向第二無線STA傳送另一請求幀；和第二無線STA在SIFS之后傳送應答幀。
[0019]由多個無線STA通過單一請求幀來傳送隨后應答幀的方案如下:通過信道接入來傳送包括關于多用戶的地址信息的單一請求幀，以及無線STA然后在SIFS之后隨后傳送應答幀。
[0020]IEEE 802.11標準推薦:為了避免無線路徑上的幀之間的沖突，傳送控制幀，以能夠由屬于對應BSS的所有STA接收。在基于MU-M頂O的VHT WLAN系統中，即使使用多個通信路徑，也需要傳送控制幀以能夠由所有STA接收。該連接中的控制幀包括RTS、CTS、ACK、BAR、BA和各種輪詢幀。
[0021 ]當同時使用多個通信路徑時，接收控制幀的STA可具有與相應通信路徑的——對應關系，這意味著可通過每一通信路徑來傳送控制幀。然而，這增加了關于控制幀的傳送/接收的開銷比率，降低了使用MU-M頂O技術的優點。
【發明內容】
[0022]技術問題
[0023]本發明的實施例針對一種在使用多用戶多輸入多輸出(MU-Mnro)技術的無線通信系統中、通過對多個無線站進行分組以便有效傳送控制幀和數據幀的、用于傳送幀的方法。
[0024]本發明的其他目的和優點可通過以下描述來理解，并且參考本發明的實施例而變得清楚。而且，對于本發明所屬技術領域的技術人員來說顯而易見的是，可通過要求保護的部件及其組合來實現本發明的目的和優點。
[0025]技術方案
[0026]根據本發明的實施例，一種用于在使用多用戶多輸入多輸出技術的無線通信系統中向無線站傳送幀的方法，包括:傳送用于對所述多個無線站進行分組的組地址注冊請求幀;通過接收響應于該組地址注冊請求幀的組地址注冊應答幀，來對所述多個無線站進行分組;和傳送包括該組地址的幀，并接收響應于該幀的應答幀。
[0027]對于包括該組地址的該幀的該應答幀可以從每一無線站順序接收。
[0028]該組地址請求幀可包括形成組的無線站的組地址、組數據QoS信息、和組配置信息。
[0029]該組配置信息可包括形成組的無線站的地址，并且無線站的地址是MAC地址或關聯性標識符(ID)。
[0030]根據本發明的另一實施例，一種用于在使用多用戶多輸入多輸出技術的無線通信系統中向無線站傳送幀的方法，包括:傳送包括用于對所述多個無線站進行分組的組控制信息的組控制幀;通過接收該組控制幀的應答幀，來對所述多個無線站進行分組;和傳送包括該組控制信息的幀，并接收該幀的應答幀。
[0031]所述組控制幀可包括向每組唯一分派的組序列號、表示組的無線站中的每一個是否接收到幀的位圖信息、以及與多個天線相關的流信息中的至少一個。所述組控制幀可進一步包括與形成組的多個無線站對應的接收站信息。
[0032]所述組控制幀可進一步包括與形成組的多個無線站對應的接收站信息、以及關于形成該組的無線站的數目的信息。
[0033]該方法可進一步包括根據諸如連接/取消的網絡配置信息、或者從每一無線站接收的信道信息，更新該組控制信息。
[0034]所更新的組控制信息可被包括在CTS-到-自己(CTS-To-Self)幀中并傳送。
[0035]所更新的組控制信息可被包括在MAC級別的控制幀中，其可由包括傳統無線站的所有無線站解碼。
[0036]所更新的組控制信息包括關于無線站是否接收到至少一個組信息和與多個天線相關的流信息的信息，并通過廣播方案或單播方案作為管理幀形式被傳送到每一無線站。
[0037]根據本發明的實施例，一種在無線通信系統中傳送數據幀的方法，該方法包括:發射機向接收機傳送組控制信息，該組控制信息包括位圖信息和流信息；和在傳送所述組控制信息之后，發射機向接收機傳送數據幀，該數據幀包括用于接收至少一個流的接收機的、指示多個組之一的組編號；其中該位圖信息包括多個比特，所述多個比特中的每一比特對應于所述多個組中的每一組，所述多個比特中的每一比特指示接收幀的接收機是否屬于所述多個組中的對應組，其中該流信息指示在多用戶多輸入多輸出環境中要由接收機接收的至少一個流，并且其中該組控制信息通過被包括在媒體訪問控制(MAC)幀中來傳送。
[0038]根據本發明的實施例，一種在無線通信系統中傳送數據幀的裝置，包括處理器，被配置為用于:向接收機傳送組控制信息，該組控制信息包括位圖信息和流信息;和在傳送所述組控制信息之后，向接收機傳送數據幀，該數據幀包括用于接收至少一個流的接收機的、指示多個組之一的組編號；其中該位圖信息包括多個比特，所述多個比特中的每一比特對應于所述多個組中的每一組，所述多個比特中的每一比特指示接收幀的接收機是否屬于所述多個組中的對應組，其中該流信息指示在多用戶多輸入多輸出環境中要由接收機接收的至少一個流，并且其中該組控制信息通過被包括在媒體訪問控制(MAC)幀中來接收。
[0039]有利效果
[0040]根據本發明的實施例，通過經由多個無線站的協商來分配唯一組地址或組序列號，來對多個無線站進行分組，并且使用所述組地址或組序列號來向多個無線站傳送幀。因此，在MU-M頂O系統中顯著改善幀傳送效率。
【附圖說明】
[0041 ]圖1是圖示了本發明的第一實施例所應用到的MAC幀格式的圖。
[0042]圖2是圖示了根據本發明第一實施例的多接收站信息的圖。
[0043]圖3是圖示了根據本發明第二實施例的通過分配組地址和使用組地址的幀傳送過程的圖。
[0044]圖4是圖示了根據本發明第二實施例的在組地址注冊請求幀中包括的分組信息的圖。
[0045]圖5是圖示了根據本發明第三實施例的組控制幀的格式的圖。
[0046]圖6是圖示了根據本發明實施例的使用組編號的無線局域網的總體操作的圖。
[0047]圖7是圖示了根據本發明第三實施例的用于傳送組控制信息幀的方法的圖。
[0048]圖8是圖示了根據本發明實施例的幀傳送方法的圖。
[0049]圖9是圖示了根據本發明實施例的當在物理層的信號字段中包括組控制信息時的幀傳送方法的圖。
【具體實施方式】
[0050]下面將參考附圖來更詳細地描述本發明的示范實施例。然而，本發明可以按照不同形式實施，并且不應被解釋為限于這里闡明的實施例。相反，提供這些實施例使得該公開將是全面和完整的，并且將向本領域技術人員全面傳達本發明的范圍。貫穿該公開中，相同的附圖標記在本發明的各個圖和實施例中表示相同部分。
[0051]其后，基于各無線通信系統之中的IEEE802.11無線通信系統，來描述根據本發明實施例的多用戶多輸入多輸出(MU-MMO)無線通信系統。然而，本發明不限于此。本發明的實施例可應用到使用MU-M頂O技術的所有無線通信環境。
[0052]使用MU-MIMO技術傳遞的幀必須具有關于多用戶的接收站的信息。作為在幀中包括有關多個接收站的信息的方法，本發明引入如第一實施例的用于在傳送的幀中包括多個用戶的地址列表的方法、如第二實施例的用于在傳送的幀內部包括組地址的方法、以及如第三實施例的用于在傳送的幀內部包括有關組序列號和位圖的組控制信息的方法。這里，組序列號和位圖是用于確定組或無線站是否接收到對應幀的信息。
[0053]首先，將作為本發明的第一實施例來描述用于在傳送的幀中包括多個用戶的地址列表的方法。
[0054]圖1是圖示了本發明的第一實施例所應用到的MAC幀格式的圖。
[0055]幀控制信息字段101包括用于接收諸如IEEE802.1IMAC版本的協議字段的協議字段、用于標識幀的類型的類型和子類型字段、以及用于存儲用于控制幀的各種信息的各種字段，諸如到DS(ToDS)字段、來自DS(FromDS)字段、附加片段字段、重試字段、功率管理字段、附加數據字段、WEP字段、和序列字段。
[0056]持續時間字段102被用作在網絡分配向量(NAV)和無競爭時段(CFP)期間傳送的幀與PS輪詢(PS-Pol I)幀之一。
[0057]接收站地址(RA)字段103是用于存儲幀的接收目的地的字段，而傳送站地址(TA)字段104是用于存儲傳送對應幀的源的字段。
[0058]使用序列控制信息字段105用于分段重組(reassembly)和轉儲(dumping)重疊幀。序列控制信息字段105包括4比特片段號字段和12比特序列號。
[0059]幀體字段108是用于存儲有效載荷的數據字段。使用幀檢查序列(FCS)字段109來檢查從預定站接收的幀的完整性。
[0060]在MAC幀的字段之中，必要字段是幀控制信息字段101、持續時間字段102、接收站地址(RA)字段103、和FCS字段109。剩余字段可根據幀的類型而省略或添加，以便節約無線資源。例如，在沒有使用QoS的數據幀的情況下，排除QoS控制信息字段106。此外，在IEEE
802.1In專用幀的情況下，HT控制信息字段被添加有QoS字段，以支持HT功能。
[0061]幀控制信息字段101必須由所有站分析，以便通知所接收的幀的類型。持續時間字段102必須由所有站分析，以便防止無線介質上的幀之間的沖突。接收站地址(RA)字段103必須由所有站分析，以確認所接收的幀的目的地址是否是自身地址。如果所接收的幀的目的地址是自身地址，則接收站對對應幀中的剩余信息進行解碼。
[0062]所以，需要在所有站必須分析的字段之一中包括多接收指示符，以便在一幀中配置包括有關多個接收站的信息的幀。參考圖1，作為用于指示所接收的幀包括有關多個用戶的信息的多接收指示符，使用預定比特的幀控制信息字段101或接收站地址字段。
[0063]多接收站信息107被添加在包括幀控制信息的報頭之后，用于維持與現有WLAN系統的幀的兼容性。參考圖1，多接收站信息107作為預定構成元素被添加在QoS控制信息字段106和幀體108之間、或被包括在幀體108中。所以，不能夠處理多接收站信息的無線站將所述多接收站信息檢測為幀體。
[0064]圖2是圖示了根據本發明實施例的多接收站信息的圖。
[0065]如圖2中所示，多接收站信息107包括有關接收站201的數目的信息以及有關和接收站的數目一樣多的每一接收站的信息。這里，接收站信息202包括有關接收站的地址的信息。接收站信息202進一步選擇性地包括QoS信息和調制編碼方案(MCS)信息。
[0066]多接收站數目201是可以在多接收站信息中包括或不包括的選擇性元素。接收站地址可以是MAC地址或關聯性ID。
[0067]其間，在諸如RTS幀或BAR幀的具有固定格式的控制幀的情況下，可使用在IEE E
802.1In MAC協議中定義的諸如控制包裝幀的擴展格式。如果不使用這樣的擴展格式，則其可被定義為新控制幀并使用。
[0068]將描述根據本發明實施例的用于接收和處理包括多接收站信息的幀的方法。
[0069]首先，將描述使用幀控制信息的預定比特作為多接收指示符的情況。
[0070]當在幀控制信息中設立多接收指示符時，根據接收站的數目來分析接收站地址。如果在接收站地址中包括自身地址，則確定所接收的幀是向其自己傳送的幀。然而，如果在接收站地址中不包括自身地址，則確定所接收的幀不是向其自己傳送的幀。當在所接收的幀中不包括多接收站數目信息時，可從接收過程中省略分析多接收站數目信息的步驟。
[0071]其間，如果在幀控制信息中不設立多接收指示符時，則在所接收的幀中不包括多接收站信息。因此，分析所接收的幀的目的地址。如果目的地址是自身地址，則確定所接收的幀是向其自己傳送的幀。如果目的地址不是自身地址，則確定所接收的幀不是向其自己傳送的幀。
[0072]將描述使用預定目的地址信息作為多接收指示符的情況。
[0073]當所接收的幀的目的地址信息是作為多接收指示符分配的預定值時，根據多接收站的數目來分析接收站的地址。如果在接收站地址中包括自身地址，則確定所接收的幀是向其自身傳送的幀。如果在接收站地址中不包括自身地址，則確定所接收的幀不是向其自身傳送的幀。
[0074]其間，如果所接收的幀的目的地址信息不是作為多接收指示符分配的預定值，則將其確定為典型目的地址。因此，如果目的地址是自身地址，則確定所接收的幀是向其自身傳送的幀。如果目的地址不是自身地址，則確定所接收的幀不是向其自身傳送的幀。
[0075]為了使用組地址傳送幀，需要對基本服務集(BSS)中的無線站進行分組。
[0076]圖3是圖示了根據本發明實施例的用于對多個站進行分組并向分組的站傳送幀的過程的圖。
[0077]首先，接入點(AP)執行組地址協商過程，用于與基本服務集(BSS)中的無線站協商組地址。參考圖3，接入點(AP)執行與第一無線站STAl的組地址協商過程，并執行與第二無線站STA2的組地址協商過程。
[0078]如圖4中所示，用于組地址協商過程的幀包括組地址401、組數據QoS信息402、以及組配置信息403。這里，組配置信息包括有關預定組中的站的地址的信息、以及在延遲應答的情況下諸如應答傳送時間的定時信息。
[0079]在組地址協商過程中，可使用即時應答方案或延遲響應方案來傳送應答幀。圖3圖示了使用延遲應答方案來傳送應答幀的組地址協商過程。例如，用于組地址協商過程的請求和應答幀被傳送作為管理幀。
[0080]盡管圖中沒有示出，但是將描述使用即時應答方法傳送響應于組地址注冊請求的應答幀的方法。
[0081]傳送組地址注冊請求幀的接入點(AP)向第一無線站傳送組地址注冊請求幀。第一無線站在短幀間間隔(SIFS)之后響應于組地址注冊請求幀傳送組地址注冊應答幀。繼續地，接入點(AP)向第二無線站傳送組地址注冊請求幀。第二無線站在短幀間間隔(SIFS)之后響應于組地址注冊請求幀傳送組地址注冊應答幀。通過上述過程，接入點(AP)向多個無線站單獨傳送組地址注冊請求幀，并接收響應于該組地址注冊請求幀的應答幀。當在組地址協商過程中傳送請求和應答幀作為控制幀時，可應用所描述的過程。
[0082]其后，將參考圖3來描述使用延遲應答方法的組地址協商過程。
[0083]在步驟S301，接入點(AP)向第一無線站STAl傳送組地址注冊請求幀。在步驟S302，接入點(AP)在SIFS之后從第一無線站STAl接收ACK幀。在步驟S303，第一無線站STAl執行信道接入并向接入點(AP)傳送對于組地址注冊請求的組地址注冊應答幀。在步驟S304，接入點(AP)接收組地址注冊應答幀，并在SIFS之后向第一無線站STAl傳送ACK幀。
[0084]在步驟S305，接入點(AP)向第二無線站(STA2)傳送組地址注冊請求幀。在步驟S306，接入點(AP)在SIFS之后從第二無線站(STA2)接收ACK幀。在步驟S307，第二無線站(STA2)執行信道接入并向接入點(AP)傳送對于組地址注冊請求的組地址注冊應答幀。在步驟S308，接入點(AP)接收組地址注冊應答幀，并在SIFS之后向第二無線站(STA2)傳送ACK幀。
[0085]通過上述過程，接入點(AP)執行組地址協商過程，用于與多個無線站協商組地址。這里，組地址注冊幀可包括對于組地址注冊請求的同意和拒絕。
[0086]在步驟S309，接入點(AP)在通過組地址協商過程完成對多個站的分組之后，使用組地址將RTS幀傳送到多個無線站。接收到RTS幀的第一和第二無線站在步驟S310和S311根據通過幀的傳送MCS計算的應答時間和在RTS幀中包括的應答序列，來順序傳送CTS幀。
[0087]在步驟S312，接入點(AP)按照MU-MMO聚合MPDU(A-MPDU)的單元將數據幀傳送到所分組的無線站。在步驟S313和S314，接入點(AP)接收每一無線站的塊ACK幀。
[0088]這里，可向一個無線站分配多個組地址。即，分組的無線站可具有多于一個組地址。
[0089]其后，將描述如第三實施例的在傳送幀內部包括有關組序列號和位圖的組控制信息的方法。
[0090]圖5是圖示了根據本發明實施例的用于協商組控制信息的組控制幀格式的圖。
[0091 ]組控制信息包括多個接收站的數目501、向一組不平等地分配的組序列號502、用于通知是否從無線站接收到幀的STA位圖信息503、以及流信息504。多接收站信息505包括有關與多個接收站的數目對應的接收站的信息。
[0092]有關多個接收站的數目的信息501示出了作為一組分派的站的數目。它是可選元素而不是必要元素。
[0093]組序列號502是用于對基本服務集(BSS)中的無線站進行分組的由每一接入點管理的唯一數。例如，組序列號502可以具有六比特長度。如果從I到64的組編號可通過組合位圖信息和流信息來表達，則可省略組序列號。換言之，組序列號可被表達為由位圖信息和流信息組合的多于一個組控制信息的地點。當在傳送的幀中使用組序列號時，傳送幀包括位于與組序列號匹配的地點處的諸如位圖信息和流信息的組控制信息。
[0094]無線站的STA位圖信息503是根據η個接收站信息字段的序列表示在每一接收站處是否接收到幀的信息。例如，當如果多個接收站的數目是4(η = 4)則位圖信息是“1101”時，這意味著向第一無線站、第二無線站、第三無線站和第四無線站傳送幀。因此，每一接收站在分配有組控制信息的同時，使用接收站信息字段中的地址而從位圖中認識到自身地點。
[0095]其間，因為在向無線站之一通知自身組的組序列號的情況下、與對應組序列號對應的無線站的數目是I，所以使用作為值I或O的一比特信息來通知是否接收到幀。而且，一個站可被包括在多個組中。在使用組序列號表達多個組的情況下，可使用無線站的位圖信息來通知是否從對應組接收到幀。
[0096]流信息504是用于表示MU-Mnro環境中的傳送天線的流地點的信息。即，流信息504是用于表示使用四個天線中的哪個天線來傳送幀的信息。因此，可通過流信息來確定在接收站處接收的流的地點。此外，流信息可包括用于a個流的單獨信息，其中a是整數。當將流分類為b組時，值b可表示接收地點。
[0097]接收站信息505包括有關接收站的地址的信息。接收站信息505進一步包括QoS信息和調制編碼方案(MCS)信息以及接收站地址信息。接收站地址可以是MAC地址和關聯性ID之一。
[0098]這樣的組控制幀可使用廣播方法被傳送到多個無線站。而且，組控制幀可使用單播方法被傳送到每一無線站。在使用單播方法的情況下，組控制幀僅包括組序列號502、自身位圖信息503、和流信息504。
[0099]在完成對于多個無線站分配組控制信息之后傳送的幀僅包括無線站的組序列號和位圖信息以及流信息。因此，每一無線站使用向其自己分配的組序列號和位圖信息來識別幀的目的地，并使用流信息來接收信號。
[0100]其間，無線站之一可被分配有多于一個組控制信息。即，組控制幀可包括與多于一個組序列號對應的無線站的位圖信息和流信息。當無線站被分配有多個組控制信息時，可使用圖5中示出的相同幀格式。
[0101]圖6是圖示了根據本發明實施例的使用組編號的無線局域網(WLAN)的總體操作的圖。
[0102]在使用組編號的情況下的WLAN的總體操作包括:定義、協商和分配組編號、請求和應答探測信息、傳送MU-M頂O數據、以及應答MU-M頂O數據。這里，可在探測或MU-MMO數據傳送步驟之前，在需要信道保護等的時間，執行RTS/CTS幀的交換。
[0103]這里，如果同時執行定義、協商和分配組編號、以及探測，則對于那些步驟傳送的幀必須具有至少一個目的。它在操作的控制和損耗方面可以是無效的。因此，優選的是，獨立執行組編號定義、協商和分配步驟以及探測步驟。在本發明的實施例中，當需要對基本服務集(BSS)中的多個無線站進行分組時，與探測步驟獨立地執行組編號定義、協商和分配步驟。
[0104]圖6是圖示了通過使用四個接收站的關聯性ID(AID)來分派一組的、具有兩組的WLAN系統的總體操作的圖。
[0105]參考圖6，在步驟S601，定義諸如組ID或組序列號的組編號，通過協商向每一站分派組編號，或者向每一站分配組編號，并且使用組編號需要探測。
[0106]在步驟S602，每一無線站基于預定調度在SIFS之后傳送用于探測請求的ACK幀，由此執行對于探測請求的反饋。
[0107]在從最后無線站接收到對于探測請求的ACK幀之后，接入點(AP)在步驟S603在傳送MU-MIMO數據幀之前在SIFS之后傳送CTS-到-自己幀作為NAV分發步驟。這里，CTS-到-自己幀包括基于在先前探測步驟中還原的反饋信息而更新的組控制信息。這里，根據在備份信息中包括的每一無線站的信道信息或諸如連接/連接取消信息的網絡配置信息，來更新組控制信息。
[0108]如上所述，CTS-到-自己幀向包括不參與接收的無線站的接收MAC通知應答序列，并且接收數據的無線站使用應答序列信息來計算應答幀的傳送時間。
[0109]在完成NAV分發之后，接入點向多個無線站傳送包括組編號的MU-MIMO數據幀，并從每一無線站接收響應于MU-M頂O數據幀的諸如ACK幀的應答幀。
[0110]其間，更新的組控制信息可通過不僅被包括在CTS-到-自己幀中而且被包括在可在傳統無線站中包括的MAC級別控制幀中而被傳送，并可由所有無線站解碼。更新的組控制信息包括有關預定無線站是否接收到多于一個不同組信息和流信息的信息。這樣的更新的組控制信息作為管理幀形式而被傳送為廣播方案或單播方案。
[0111]將描述在廣播方案中向多個無線站傳送組控制幀。
[0112]如果無線站的位圖中的對應比特被設立為“I”，則接收組控制幀的站確定該組控制幀是向自身地址傳送的幀。
[0113]無線站在SIFS之后傳送對于組控制幀的ACK幀。這里，每一無線站順序傳送ACK幀。
[0114]在根據本發明實施例的在每一無線站處順序執行應答的方法中，每一無線站在通過將無線站的位圖中的自身比特之前的比特中的設立為I的比特數目乘以ACK幀傳送時間和SIFS之和而計算的時間之后，傳送ACK幀。換言之，無線站在其自身輪次(turn)之前在所有無線站具有作為位圖的比特值的I之后傳送ACK幀。
[0115]圖7是圖示了根據本發明實施例的用于傳送組控制信息的方法的圖。
[0116]參考圖7，形成組的無線站的數目是4，并且位圖由4比特形成。接入點(AP)創建包括組序列號、無線站的位圖信息、流信息、和接收站信息的組控制幀。接入點(AP)設立NAV保護值，以便從作為四個無線站形成的多個用戶中安全接收ACK幀。
[0117]參考圖7，每一無線站按照其自身輪次傳送ACK幀，由此執行對組控制幀的應答。這里，對于當無線站傳送MU-Mnro數據幀時按照對應輪次執行應答的無線站，接入點將位圖的對應比特設立為“I”。然而，對于當無線站傳送MU-MIMO數據幀時不執行應答的無線站，接入點將位圖的對應比特設立為“O”。
[0118]圖8是圖示了根據本發明實施例的用于使用組控制信息來傳送幀的方法的圖。
[0119]典型WLAN的幀傳送方法一般包括RTS/CTS/DATA/ACK步驟。在傳送MU-MIMO數據幀的情況下，它可包括相同步驟。
[0120]RTS/CTS幀的交換是用于隱藏節點問題和用于比RTS閾值長的幀的信道保護所需的功能。在使用MU-MMO技術傳送數據的情況下，需要交換RTS/CTS幀的處理。這里，RTS幀包括接收站地址字段中的組控制信息。這里，組控制信息包括至少組序列號和位圖信息。當在接收站地址字段處記錄組控制信息時，可能向多個用戶傳送幀，而無需修改現有幀格式或無需添加附加幀。
[0121]具有相同組序列號的無線站按照自身應答輪次傳送對于RTS幀的CTS幀。
[0122]在交換RTS/CTS幀之后，接入點(AP)傳送CTS-到-自己幀。CTS-到-自己幀可包括更新的組控制信息。
[0123]接入點使用更新的組控制信息來傳送MU-MIMO數據幀。參考圖8，四個無線站形成在組控制信息中包括的組。在更新組控制信息之后，三個無線站接收使用對應組序列號傳送的MU-MHTO數據幀。即，通過在位圖中將用于第三無線站的比特設立為“O”，而將位圖配置為“1101”。因此，可能指示不存在向第三無線站傳送的數據。
[0124]每一無線站使用在CTS-到-自己中包括的更新的組控制信息，來順序傳送用于數據幀的塊Ack幀。
[0125]由于在MU-M頂O數據幀的每一A-MPDU的目的地址中包括對應無線站的MAC地址，所以獨立于每一波束形成的A-MPDU而從多個用戶接收數據。這里，當使用MU-M頂O和要傳送的數據的QoS信息的組合同時傳送數據幀時，通過提供優越吞吐量的組合，來判斷對使用MU-M頂O接收數據的無線站的分組。
[0126]直到現在，描述了當在MAC幀中包括組控制信息時的幀傳送方法。在通過在MAC幀中包括組控制信息來傳送幀的情況下，在傳送MU-M頂O數據幀的步驟之前執行傳送CTS-到_自己幀的步驟。即，通過在MU-MIMO數據幀傳送步驟之前執行CTS-到-自己幀傳送步驟，可傳遞精確流信息。因此，存在生成的MAC層的開銷。
[0127]所以，本發明的實施例包括用于在物理層信號字段中包括組控制信息的方法。
[0128]圖9是圖示了當物理層信號字段包括組控制信息時的幀傳送方法的圖。
[0129]在物理層信號字段中包括組控制信息的情況下，組控制信息可包括組序列號和流信息。由于MAC幀的每一接收站地址包括每一接收站地址，所以位圖信息不需要被包括在物理層信號字段中。換言之，使用物理層信號字段分組的每一無線站確定是否接收到幀。當無線站確定所接收的幀是向其自己傳送的幀時，每一無線站通過MAC幀確認目的地址。因此，不需要在物理層信號字段中包括位圖信息。
[0130]由于與傳統無線站的兼容性問題，組控制信息不能被包括在維持傳統幀的諸如RTS幀、CTS幀、BAR幀和BA幀的控制幀的物理層信號字段中。組控制信息可被包括在MU-M頂O數據幀的僅物理層信號字段中。
[0131]參考圖9，所有VHT無線站對MU-MMO數據幀的物理層信號字段進行解碼，并且當其不是自身組編號時，根據對應解碼的組控制信息來解釋接收操作。然而，當其是自身組編號時，VHT無線站使用流信息僅解碼對應流。
[0132]在圖9中，Req/Rsp幀包括對于調度的CTS幀修改的RTS幀、以及作為對于修改的RTS幀的應答的CTS幀。相反，如果包括探測過程，則Req/Rsp幀包括含有組控制信息的探測請求幀和信道反饋應答幀。
[0133]在通過在物理層信號字段中包括組控制信息而傳送數據幀的情況下，需要修改RTS/CTS步驟。由于傳統無線站不能使用波束形成的VHT數據來執行NAV更新，所以需要魯棒的信道保護方法。
[0134]其后，描述用于在MAC層中包括組控制信息的方法和用于在物理層(PHY)中包括組控制信息的方法。
[0135]其間，可通過在MAC層和PHY層兩者處包括組控制信息來傳送幀。在該情況下，組控制信息被包括在MAC層的CTS-到-自己幀中，并且組控制信息也同時被包括在VHT數據幀的PHY信號字段中。
[0136]通過在MAC層和PHY層兩者中包括組控制信息來傳送幀的方法可降低附加開銷，并有效支持與傳統無線站的兼容性。
[0137]例如，總是在VHT數據幀之前傳送CTS-到-自己幀的開銷可被降低，因為可使用VHT數據幀的PHY信號字段來傳遞修改的組控制信息。可在不修改傳統控制幀格式的情況下支持信道保護功能，因為通過在傳統CTS-到-自己幀中或傳統RTS幀的接收站地址字段中包括組控制信息來傳送幀。即，可增強信道保護功能，并且可識別每一多應答幀的傳送時間，因為更新的組控制信息被傳遞到接收站的MAC層。因此，每一接收站可進一步精確執行相關處理。
[0138]上面描述的方法也可被實施為計算機程序。構成程序的代碼和代碼段可以由本發明所屬領域的計算機編程員容易地解釋。此外，所創建的程序可被存儲在計算機可讀記錄介質或數據存儲介質中，并可由計算機讀出和運行。計算機可讀記錄介質的示例包括任何計算機可讀記錄介質，例如，諸如載波的無形介質、以及諸如CD或DVD的有形介質。
[0139]盡管已針對特定實施例描述了本發明，但是對于本領域技術人員來說將顯而易見的是，可進行各種改變和修改，而不脫離以下權利要求所限定的本發明的精神和范圍。
[0140] 工業實用性
[0141 ]本發明的實施例被應用到對多個無線站進行分組并傳送幀的MU-MBTO WLAN系統。
【主權項】
1.一種在無線通信系統中傳送數據幀的方法，該方法包括: 發射機向接收機傳送組控制信息，該組控制信息包括位圖信息和流信息;和在傳送所述組控制信息之后，發射機向接收機傳送數據幀，該數據幀包括用于接收至少一個流的接收機的、指示多個組之一的組編號； 其中該位圖信息包括多個比特，所述多個比特中的每一比特對應于所述多個組中的每一組，所述多個比特中的每一比特指示接收幀的接收機是否屬于所述多個組中的對應組，其中該流信息指示在多用戶多輸入多輸出環境中要由接收機接收的至少一個流，并且其中該組控制信息通過被包括在媒體訪問控制(MAC)幀中來傳送。2.根據權利要求1的方法，進一步包括: 發射機在傳送該組控制信息之后向接收機傳送探測請求以請求探測，該探測請求包括指示所述多個組之一的組標識符;和 發射機從接收機收響應于該探測請求的包括信道信息的反饋。3.根據權利要求2的方法，其中在傳送該探測請求時的短幀間間隔(SIFS)之后接收該反饋。4.一種在無線通信系統中傳送數據幀的裝置，包括處理器，被配置為用于: 向接收機傳送組控制信息，該組控制信息包括位圖信息和流信息;和 在傳送所述組控制信息之后，向接收機傳送數據幀，該數據幀包括用于接收至少一個流的接收機的、指示多個組之一的組編號； 其中該位圖信息包括多個比特，所述多個比特中的每一比特對應于所述多個組中的每一組，所述多個比特中的每一比特指示接收幀的接收機是否屬于所述多個組中的對應組，其中該流信息指示在多用戶多輸入多輸出環境中要由接收機接收的至少一個流，并且其中該組控制信息通過被包括在媒體訪問控制(MAC)幀中來接收。5.根據權利要求4的裝置，其中該處理器被進一步配置為用于: 在傳送該組控制信息之后向接收機傳送探測請求以請求探測，該探測請求包括指示所述多個組之一的組標識符;和 從接收機收響應于該探測請求的包括信道信息的反饋。6.根據權利要求5的裝置，其中在傳送該探測請求時的短幀間間隔(SIFS)之后接收該反饋。
【文檔編號】H04B7/04GK105846876SQ201610345954
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2010年11月24日
【發明人】金潤柱, 李栽承, 李奭圭
【申請人】韓國電子通信研究院