CN102111201A - 有效率的上行链路空分多址操作 - Google Patents

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Abstract

按照各种实施例，公开了一种计算机实现的方法，该方法允许AP有效率地从属于SDMA组的STA轮询各种信息。每个STA可利用上行链路SDMA机制来传输上行链路帧。

Description

有效率的上行链路空分多址操作
技术领域
一般来说，本公开涉及无线通信领域，具体来说，涉及使用上行链路空分多址(SDMA)的网络中的通信管理。
背景技术
上行链路SDMA(UL SDMA)是在无线通信***中使用的先进信号传输技术，在无线通信***中，允许多个移动台(STA)与接入点(AP)通信，接入点具有共享相同传输时间和频率的多个天线单元。AP被配置为经由多个空间上分离的天线单元，接收从多个STA同时传输的组合的信号，并且通过适当的信号处理将接收的信号分成来自每个STA的独立信号。而且，AP可经由多个空间上分离的天线单元向预期的STA传输定向无线电信号，以便抑制干扰和增加信噪比。
采用UL SDMA的标准化技术之一是用于无线城域网(WiMAX)的IEEE 802.16。在WiMAX通信网络中，AP将几个STA组合以构建SDMA组。属于相同组的STA可在相同时间在相同频带中利用ULSDMA机制来传输信号。现有的***使用基于TDMA MAC的轮询过程，导致轮询过程低效。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种计算机实现的方法，包括：
接收包括一个或多个组标识符的组轮询帧，所述组标识符中的每个组标识符标识一个或多个无线设备组其中之一或者一个或多个组中的一个组中的无线设备其中之一，所述一个或多个组标识符在所述组轮询帧中以特定顺序排列；以及
响应于所述组轮询帧，在基于一个或多个组标识符的顺序确定的时刻传输第一确认帧。
按照本发明的另一方面，提供一种计算机实现的方法，包括：
接收轮询帧，所述轮询帧包括授予属于第一组的无线设备中的每个无线设备的传输权；以及
在基于所述传输权确定的时段内传输第一确认帧。
按照本发明的又一方面，提供一种计算机实现的方法，包括：
向无线设备组传输轮询帧，所述轮询帧包括授予属于所述组的无线设备中的每个无线设备的传输权；以及
从属于所述组的无线设备中的至少一个无线设备接收使用空分多址(SDMA)传输的帧。
附图说明
图1示出按照本公开的各种方面的示例网络架构。
图2是框图，示出按照一个实施例的示例STA。
图3是时间图，示出按照本公开的各种方面、用于轮询STA以索要缓存业务状态的示例过程。
图4是时间图，示出按照本公开的各种方面、用于轮询STA以索要CF-ACK的示例过程。
图5是时间图，示出按照本公开的各种方面、用于轮询STA以进行上行链路数据传输的示例过程。
具体实施方式
定义
接入点(AP)：具有台(STA)功能性并且经由WM为关联STA提供对分配服务的接入的任何实体。
移动台(MS)：在移动时使用网络通信的一种类型的STA。
台(STA)：包含与无线媒体(WM)之间的符合IEEE 802.11的媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)接口的任何设备。
帧：各台之间数据传输的基本单元。“帧”与“分组”可交替使用。
无线媒体(WM)：用于在无线局域网(LAN)的对等物理层(PHY)实体之间实现协议数据单元(PDU)的传递的媒体。
帧间间隔(IFS)：在IEEE 802.11-2007规范中定义的帧之间的预定时间间隔，其中，在IEEE 802.11中定义了五个不同的IFS以提供接入无线媒体的优先等级。
上行链路空分多址(UL SDMA)：一种上行链路多址机制，其中多个STA可采用相同频带和相同传输时间来传输信号，而AP则经由多个空间分离的天线单元从多个STA接收组合信号。所接收的组合信号在AP中通过适当的处理来分离。
描述
这里公开的各种实施例涉及一种计算机实现的方法，它允许AP有效率地从均属于SDMA组的STA轮询各种信息，并且能够采用上行链路SDMA机制来传输各种类型的MAC帧。
按照各种实施例，本公开的计算机实现的方法可用于传输组轮询帧，组轮询帧包括标识SDMA组或属于SDMA组的无线设备的一个或多个组标识符。组轮询帧可被同时发送到所有SDMA组，或者可被依次发送到每个SDMA。组标识符以特定顺序包含在轮询帧中。每个STA可在基于组标识符的顺序确定的时刻传输确认帧，以表明组轮询帧的成功接收。传输确认帧的时刻还基于确认帧的长度和/或在组轮询帧和确认帧之间定义的预定间隔时段的长度来确定。
按照各种实施例，具有缓冲业务的每个STA可在确认帧中包括缓冲业务状态，诸如对于传输权的请求和/或缓冲业务的队列大小。属于特定SDMA组的每个STA可与属于相同SDMA组的其它STA同时传输确认帧，例如，采用上行链路SDMA机制。响应于确认帧，AP可向请求STA或者向请求STA所属的组授予传输权。请求STA接收轮询帧，该轮询帧包含授予属于第一组的无线设备中的每个无线设备的特定传输权。传输权可包括TXOP限制值。可为属于同一SDMA组的每个STA分配相同的TXOP限制。请求STA可在基于TXOP限制值确定的时段中传输缓冲业务。采用例如SDMA机制，缓冲数据可与要从属于相同SDMA组的其它STA传输的其它缓冲数据同时被传输。
按照各种实施例，本公开的计算机实现的方法还可用于从AP向属于SDMA组的一个或多个STA传输包括传输权的轮询帧。STA可在基于传输权确定的时段中传输确认帧。采用例如SDMA机制，STA可与属于相同SDMA组的其它STA同时传输确认帧。
按照各种实施例，本公开的计算机实现的方法还可用于从AP向一组STA传输轮询帧，轮询帧包括授予属于该组的每个无线设备的传输权。AP可接收采用例如SDMA机制从属于该组的至少一个无线设备同时传输的多组缓冲业务。AP可采用下行链路SDMA或下行链路OFDMA向STA传输确认帧，以表明对传递的缓冲数据的成功接收。
因此，AP可以有效率的方式轮询均属于SDMA组的关联STA。可进行轮询，以便从关联STA索要缓冲业务状态或CF-ACK。也可为缓冲数据的上行链路传输进行轮询。
图1示出按照本公开的各种方面的***100的示例架构。***100可包括AP 102，AP 102配置为经由多个空间上分离的天线单元104a-104c与关联STA 106a、106b、106c和106d(以下称为“STA 106”)无线通信。在这个示例中，我们假定STA 106a和106b属于SDMA组1；STA 106c和106d属于SDMA组2。STA 106a和106b可采用例如UL SDMA机制，使用相同频带和相同传输时间同时向AP 102传输无线电信号。类似地，STA 106c和106d可同时向AP 102传输无线电信号。AP 102可经由天线单元104a-104c接收从STA同时传输的信号，并且将接收的信号分成多个单独信号，每个单独信号对应于来自各STA的传输信号。AP 102可与STA 106之间传递各种类型的帧，这些帧可用来协调AP 102和STA 106之间帧传输的调度。AP 102可配置为IEEE 802.11标准或可采用UL SDMA的其它标准中的接入点(AP)。虽然在图1中仅示出各包含两个STA的两个SDMA组，但是***可包含更多SDMA组，并且每个SDMA组可包含不止两个STA。在一个SDMA组中包含的STA的数量受制于在AP 102处的天线单元的数量。
图2是示出按照本公开的各种方面的示例STA 106的框图。STA106除了别的之外，还可包括收发器202、确认帧生成模块204和缓冲数据管理模块206。收发器202可经由无线媒体向AP 102传输和从AP 102接收各种通信。例如，收发器202可从AP 102接收各种通信，包括组轮询和轮询帧；以及向AP 102传输各种通信，包括CF-ACK和A-MPDU+CF-ACK帧。可通过使用广播地址或多播地址来传输组轮询帧。组轮询帧可包括一个或多个组标识符，每个组标识符可标识为SDMA通信创建的SDMA组其中之一。附加地或替换地，组轮询帧可包括STA关联标识符(AID)，每个关联标识符可标识属于STA组中的一组的STA其中之一。在组轮询帧中，可以特定顺序排列组标识符。组标识符的顺序确定允许各组标识符所标识的各STA传输CF-ACK帧的顺序。基于组标识符的顺序，确认帧生成模块204可确定允许STA 106向AP 102传输其CF-ACK帧的时刻。STA 106可缓冲将要向其它STA传输的业务，并且CF-ACK帧可包括关于缓冲业务状态的信息，诸如TXOP持续时间请求和/或这种缓冲业务的队列大小。下文中，可将组轮询帧称为CF-组轮询帧。
按照各种实施例，一旦从每个STA 106接收到CF-ACK帧，AP 102可使用获取的TXOP持续时间请求和/或队列大小来确定要分配给每个请求STA的TXOP持续时间。可为属于相同SDMA组的每个STA分配相同的TXOP持续时间。在这个示例中，可为STA 106a和106b共同分配特定TXOP持续时间，并且可为STA 106c和106d共同分配不同的特定TXOP持续时间。一旦确定后，AP 102可向STA 106传输CF-轮询帧，指明分配给STA 106的TXOP持续时间。CF-轮询帧可被多播到属于相同SDMA组的每个STA 106。按照各种实施例，缓冲数据管理模块206可配置为，与收发器202一起，在由分配的TXOP持续时间指明的时间期限中，从队列中传输与TXOP持续时间请求或队列大小关联的缓冲业务。
图3是时间图，示出按照本公开的各种方面用于轮询STA以索要缓存业务状态的示例过程。在这里更详细地描述图6的流程图中(及其它图中)描绘的各种处理操作。流程图中描述的操作可采用以上详细描述的部分或全部***组件来完成，在一些实施例中，可以不同顺序执行各种操作。在其它实施例中，与描绘的流程图中示出的部分或全部操作一起，还可执行额外的操作。在另一些实施例中，可同时执行一个或多个操作。因此，所示出的(并且在下文更详细描述的)操作本质上只是示例，因此不应当视为限制。
图3中示出的过程利用在混合协调功能控制的信道接入(HCCA)协议中指定的一些帧组织。如IEEE 802.11中所定义的，HCCA协议是由混合协调器(HC)利用的信道接入机制，用以协调QoS STA为了下行链路单播、上行链路以及直接链路传输而进行的无争用媒体使用。然而，IEEE 802.11不支持SDMA的使用。图3中示出的过程提供基于HCCA的支持SDMA的实施例。虽然下面的描述使用了HCCA中定义的若干帧格式，但是应当指出，本公开的实施例不应局限于基于HCCA的无争用协调。而是，本公开的方法可应用于可使用轮询机制来协调媒体使用的任何类型的协议。
首先，从AP 102向STA 106a、106b、106c和106d传输CF-组轮询帧。如前所述，CF-组轮询帧可包括一个或多个标识SDMA组或STA其中之一的组标识符。CF-组轮询帧可被发送一次以从所有SDMA组轮询，或者可被发送一次以从每个SDMA组轮询。在本例中，CF-组轮询帧包括两个组标识符，每个组标识符以此顺序标识SDMA组1和SDMA组2。如果STA 106a和106b正确地接收了CF-组轮询帧，STA 106a和106b可在接收到CF-组轮询帧之后经过SIFS，开始向AP102传输CF-ACK帧，因为SDMA组1的组标识符在CF-组轮询帧中被安排为第一组。STA 106a和106b可具有将要传输到其它STA的缓冲业务。缓冲业务的状态可包含在CF-ACK帧的MAC信头的QoS控制字段中。如前所述，缓冲业务的状态可包括TXOP持续时间请求和/或缓冲业务的队列大小。CF-ACK帧以预定的健壮数据率传输。可以预定的健壮数据率，采用增强型分布信道接入(EDCA)依次传输或者采用UL SDMA同时传输CF-ACK帧。
与STA 106a和106b中的上述CF-ACK传输过程并行，SDMA组2中的STA 106c和106d确定它们应当等待按照SIFS*3+Tx_Time(CF-ACK)+Tx_Time(ACK)计算的某个持续时间。应该指出，STA 106c和106d可预测允许它们传输CF-ACK的时刻，因为每个CF-ACK帧是长度固定的帧，并且以预定数据率传输。如果有被安排为CF-组轮询帧中的SDMA组序列中的第三组的SDMA组3，则SDMA组3中的STA应当等待按照SIFS*5+Tx_Time(CF-ACK)*2+Tx_Time(ACK)*2计算的持续时间。
响应于来自STA 106a和106b的CF-ACK帧，AP 102可在接收到CF-ACK后经过SIFS，开始向STA 106a和106b传输ACK帧。ACK帧的RA字段可设置为与SDMA组1对应的多播地址。ACK帧也可采用下行链路SDMA发送到STA 106a和106b。这样，用于SDMA组1的轮询过程完成。然后，STA 106c和106d可开始向AP 102传输其CF-ACK帧，因为已经经过了基于前述公式确定的持续时间。响应于CF-ACK帧，AP 102可在接收到CF-ACK之后经过SIFS，向STA106c和106d传输ACK帧。这样，AP 102可以有效率的方式从多个SDMA组中的关联STA中的每一个获得各种信息，诸如TXOP持续时间请求或者队列大小。
然后，AP 102可基于接收的TXOP持续时间请求和/或队列大小，确定要分配给每个SDMA组的TXOP持续时间。例如，AP 102可向STA 106a和106b传输CF-轮询帧，指明分配给SDMA组1的TXOP持续时间。STA 106a和106b可采用UL SDMA彼此同时地传输相应的缓冲业务。要求STA 106a和106b中的每一个在接收到的TXOP持续时间所指定的时间期限内完成传输。
图4示出说明按照各种实施例、用于轮询STA以索要CF-ACK的示例过程的时间图。如图3所示，AP 102可向标识SDMA组1的多播地址传输CF-轮询帧。应该指出，按照各种实施例的轮询过程可通过使用任何类型的轮询帧来实现。一旦接收到CF-轮询帧，SDMA组1中的STA 106a和106b以CF-ACK帧来应答。可依次发送或使用上行链路SDMA来传输CF-ACK帧。一旦接收到CF-ACK帧，AP 102以ACK帧来应答。在相同TXOP内，AP 102可向标识SDMA组2的另一个多播地址传输另一个CF-轮询帧。如同SDMA组1执行的过程一样，响应于CF-轮询帧，STA 106c和106d可向AP 102传输CF-ACK帧。因此，AP 102可从多个SDMA组中的STA 106a-106d中的每一个索要CF-ACK帧。
图5示出时间图，说明按照本公开的各种方面、用于为上行链路数据传输而轮询STA的示例过程。在本实施例中，AP 102可利用标识SDMA组1的多播地址来发送CF-轮询帧。CF-轮询帧可在TXOP限制字段中包含授予SDMA组1的TXOP持续时间。因此，可将TXOP持续时间共同授予属于相同SDMA组1的STA 106a和106b。响应于CF-轮询帧，STA 106a和106b可在授予的TXOP持续时间指定的时段内，采用UL SDMA彼此同时地传输A-MPDU+CF-ACK帧。要求STA106a和106b都要在接收的TXOP持续时间所指示的持续时间内传输A-MPDU+CF-ACK帧。一旦从STA 106a和106b接收到最后的(最长的)上行链路传输，AP 102可以块确认(BA)来应答，以表明A-MPDU+CF-ACK帧的成功传输。BA帧可被依次传输，或者采用DL MU-MIMO传输通过在空间上分离BA帧或者采用DL OFDMA传输通过在频率上分离BA帧来同时传输。然后，AP 102可采用多播地址向SDMA组2中的STA 106c和106d传输另一个CF-轮询帧。如同SDMA组1一样，STA 106c和106d可采用UL SDMA彼此同时地传输A-MPDU+CF-ACK帧。因此，AP 102可有效率地轮询多个SDMA组中的关联STA，以便其上行链路传输。
此外，本公开的各种实施例可以硬件、固件、软件或其任何适当组合来实现。本公开的各方面还可实现为存储在机器可读媒体上的指令，所述指令可由一个或多个处理器来读取和执行。机器可读媒体可包括用于以机器(例如计算设备)可读形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读存储媒体可包括只读存储器、随机存取存储器、磁盘存储媒体、光存储媒体、闪存设备及其它。此外，固件、软件、例程或指令在本文中可能按照可执行某些动作的特定示范实施例来描述。然而，显然这样描述仅仅是为了方便，这些动作实际上由执行固件、软件、例程或指令的计算设备、处理器、控制器或其它设备来产生。
本文中将各种实施例描述为包括特定的特征、结构或特性，但是可能不一定每个方面或每个实施例都包括该特定的特征、结构或特性。此外，当结合某个实施例描述某个特定的特征、结构或特性时，应当理解，这种特征、结构或特性也可包含结合于其它实施例中，无论是否明确指出。因此，可对本公开做出各种变更和修改而不背离这里描述的发明概念的范围或精神。这样，说明书和附图应当仅视为示例，发明概念的范围仅由所附权利要求来确定。

Claims (18)

1.一种计算机实现的方法，包括：
接收包括一个或多个组标识符的组轮询帧，所述组标识符中的每个组标识符标识一个或多个无线设备组其中之一或者一个或多个组中的一个组中的无线设备其中之一，所述一个或多个组标识符在所述组轮询帧中以特定顺序排列；以及
响应于所述组轮询帧，在基于一个或多个组标识符的顺序确定的时刻传输第一确认帧。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中：
所述一个或多个组包括第一组，所述第一组包括至少第一无线设备和第二无线设备；以及
所述第一无线设备与第二无线设备传输的第二确认帧同时地传输第一确认帧。
3.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，使用空分多址(SDMA)来传输第一确认帧和第二确认帧。
4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，基于所述第一确认帧的长度来进一步确定用于传输所述第一确认帧的时刻。
5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，基于所述组轮询帧和所述第一确认帧之间定义的预定间隔时段的长度来进一步确定用于传输所述第一确认帧的时刻。
6.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，所述第一确认帧包括与第一组缓冲业务关联的传输权请求。
7.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，所述第一确认帧包括第一组缓冲业务的队列大小。
8.如权利要求6所述的计算机实现的方法，还包括：
接收包括特定传输权的轮询帧，所述特定传输权指示授予属于第一组的无线设备中的每个无线设备的传输持续时间，所述传输持续时间是基于所述传输权请求来确定的。
9.如权利要求8所述的计算机实现的方法，还包括：
由所述第一无线设备在所述传输持续时间内传输所述第一组缓冲业务。
10.如权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，与所述第二无线设备传输的第二组缓冲数据同时地传输所述第一组缓冲业务。
11.如权利要求10所述的计算机实现的方法，其中，使用空分多址(SDMA)来传输第一组和第二组缓冲业务。
12.一种计算机实现的方法，包括：
接收轮询帧，所述轮询帧包括授予属于第一组的无线设备中的每个无线设备的传输权；以及
在基于所述传输权确定的时段内传输第一确认帧。
13.如权利要求12所述的计算机实现的方法，其中：
所述组包括至少第一和第二无线设备；以及
第一无线设备与第二无线设备传输的第二确认帧同时地传输第一确认帧。
14.如权利要求13所述的计算机实现的方法，其中，使用空分多址(SDMA)来传输第一确认帧和第二确认帧。
15.一种计算机实现的方法，包括：
向无线设备组传输轮询帧，所述轮询帧包括授予属于所述组的无线设备中的每个无线设备的传输权；以及
从属于所述组的无线设备中的至少一个无线设备接收使用空分多址(SDMA)传输的帧。
16.如权利要求15所述的计算机实现的方法，其中，所述传输权定义允许所述无线设备传输缓冲业务的时段。
17.如权利要求16所述的计算机实现的方法，其中，从属于所述组的多个无线设备接收多个帧；以及
所述方法还包括：
响应于最长缓冲业务的接收，向所述无线设备组传输确认帧。
18.如权利要求17所述的计算机实现的方法，其中，使用下行链路SDMA或下行链路OFDMA传输所述确认帧。
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