CN105940728B - 无线lan中基于功率节省模式的操作方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了无线LAN中基于功率节省模式的操作方法和设备。无线LAN中的基于功率节省模式的操作方法和设备可以包括步骤：由STA在第一服务间隔中发送第一触发帧到AP；基于第一服务间隔中的第一触发帧，由STA接收AP所发送的下行链路帧；在接收下行链路帧之后，由STA在第二服务间隔中从AP接收传输指示信息；由STA基于第二服务间隔中的传输指示信息确定是否存在AP的待定下行链路帧；以及由STA基于是否存在待定下行链路帧来确定用于节省功率的模式。

Description

无线LAN中基于功率节省模式的操作方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地，涉及无线局域网(WLAN)中基于功率节省模式的操作方法和装置。
背景技术
在IEEE 802.11中，功率节省机制(或功率节省模式)可以用于增加无线局域网(WLAN)工作站(STA)的寿命。基于功率节省模式操作的STA能够操作于唤醒状态或者假寐状态以便节省功率。唤醒状态是有可能进行STA的正常操作，诸如帧发送发送或接收或者信道扫描的状态。假寐状态是功率消耗急剧降低使其不可能发送或接收帧以及执行信道扫描的状态。如果有必要降低功耗，操作于功率节省模式的STA通常处于假寐状态，并切换到唤醒状态。
当STA长时间操作于假寐状态时，STA的功耗被降低。因此，STA的寿命可以增加。但是，在假寐状态，不可能发送或接收帧。因此，STA不可能长时间处于假寐状态。当STA在假寐状态下具有待定帧时，STA可以切换到唤醒状态以发送帧到AP。但是，当STA处于假寐状态而AP具有要发送到STA的待定帧时，STA不可能从AP接收待定帧且无法识别AP具有待定帧。因此，STA可以周期性切换到唤醒模式操作以便获取有关AP是否具有待定帧的信息并且从AP接收待定帧。
AP可以获取关于STA的唤醒模式操作定时的信息且根据STA的唤醒模式操作定时发送关于AP是否具有待定帧的信息。
具体地，假寐状态的STA可以周期性从假寐状态切换到唤醒状态以接收信标信号以便接收关于是否存在从AP接收的帧的信息。基于信标帧中包括的传输指示映射(TIM)，AP可以通报是否存在要发送到每个STA的帧。TIM可以用来指示要被发送到STA的单播帧的存在，且延迟传输指示映射(DTIM)可以用来指示要被发送到STA的组播帧/广播帧的存在。
发明内容
本发明的一方面是提供无线局域网(WLAN)中基于功率节省模式的操作方法。
本发明的另一方面是提供WLAN中的基于功率节省模式的操作装置。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面的一种WLAN中基于功率节省模式的操作方法可以包括：由工作站(STA)在第一服务间隔中发送第一触发帧到接入点(AP)；由STA基于第一服务间隔中的第一触发帧接收AP所发送的下行链路帧；在接收下行链路帧之后的第二服务间隔中，由STA从AP接收传输指示信息；由STA基于第二服务间隔中的传输指示信息来确定AP中是否存在待定下行链路帧；以及由STA基于是否存在待定下行链路帧来确定用于功率节省的模式，其中，所述传输指示信息可以包括关于要由AP在第二服务间隔中发送的待定下行链路帧的存在的信息。
为了实现本发明的上述目的，根据本发明的另一方面的一种WLAN中基于功率节省模式操作的STA可以包括：射频(RF)单元，该RF单元被配置为发送或接收无线电信号；以及处理器，该处理器被可操作地连接到RF单元，其中，所述处理器可以被配置为在第一服务间隔中发送第一触发帧到AP，基于第一服务间隔中的第一触发帧接收AP所发送的下行链路帧，在接收下行链路帧之后的第二服务间隔中，从AP接收传输指示信息，基于第二服务间隔中的传输指示信息来确定AP中是否存在待定下行链路帧，以及基于是否存在待定下行链路帧来确定用于功率节省的模式，并且所述传输指示信息可以包括关于要由AP在第二服务间隔中发送的待定下行链路帧的存在的信息。
定义了一种新的功率节省模式以在密集环境中提高实时流量传输效率并节省由STA所消耗的功率。
附图说明
图1是图示无线局域网(WLAN)的结构的概念视图。
图2是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图3是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图4是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图5是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图6是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图7是图示根据本发明的实施例的指派STA的UTIM ID的方法的概念视图。
图8是图示根据本发明的实施例的使用U-HAPSD的STA的操作的概念视图。
图9是图示根据本发明的实施例的使用U-HAPSD的AP的操作的概念视图。
图10是图示根据本发明的实施例的STA的上行链路数据传输方法的概念视图。
图11是图示根据本发明的实施例的STA的上行链路数据传输方法的概念视图。
图12是图示根据本发明的实施例的用于通过下行链路专用信道传输下行链路帧的物理层汇聚过程(PLCP)协议数据单元(PPDU)的格式的概念视图。
图13是图示根据本发明的实施例的无线设备的框图。
具体实施方式
图1是图示无线局域网(WLAN)的结构的概念视图。
图1的上部示出了IEEE(电气电子工程师协会)802.11基础设施网络的结构。
参看图1的上部，WLAN***可以包括一个或多个基本服务集(BSS，100和105)。BSS100或105是可以成功互相同步以彼此通信的诸如AP(接入点)125的AP和诸如STA1(工作站)100-1的STA的集合，且不是指示特定区域的概念。BSS 105可以包括一个AP 130和可连接到AP 130的一个或多个STA 105-1和105-2。
基础设施BSS可以包括至少一个STA、提供分布服务的AP 125和130、以及连接多个AP的分布***(DS)110。
分布***110可以通过连接多个BSS 100和105来实现扩展服务集(ESS)140。ESS140可以被用作表示由经由分布***110连接的一个或多个AP 125和130配置而成的一个网络的术语。一个ESS 140中包括的AP可以具有相同的SSID(服务集标识)。
门户120可以用作执行WLAN网络(IEEE 802.11)与其他网络(例如802.X)的连接的桥梁。
在如图1的上部中所示的基础设施网络中，AP 125和130之间的网络以及AP 125和130与STA 100-1、105-1和105-2之间的网络可以被实现。但是，无需AP 125和130，也可以在STA之间建立网络来执行通信。无需AP 125和130，在STA之间建立的执行通信的网络被定义为自组织(ad-hoc)网络或独立BSS(基本服务集)。
图1的下部是图示独立BSS的概念视图。
参看图1的下部，独立BSS(IBSS)是操作于自组织模式的BSS。IBSS不包括AP，因此其缺少集中化的管理实体。换句话说，在IBSS中，STA 150-1、150-2、150-3、155-4和155-5以分布的方式被管理。在IBSS中，所有STA 150-1、150-2、150-3、155-4和155-5都可以是移动STA，对分布***的访问不被允许，因此IBSS形成自含的网络。
STA是某个功能媒介，包括遵从IEEE(电气电子工程师协会)802.11标准的媒体访问控制(MAC)以及包括用于无线电媒介的物理层接口，并且术语“STA”在其定义中可以包括AP和非AP STA(工作站)二者。
STA可以被称为各种术语，诸如移动终端、无线设备、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动工作站(MS)、移动用户单元、或者简单被称作用户。
在本发明的下面的实施例中，从AP发送到STA的数据(或帧)可以由下行链路数据(或下行链路帧)来表示而从STA发送到AP的数据(或帧)可以由上行链路数据(或上行链路帧)来表示。而且，从AP到STA的传输可以由下行链路传输来表示而从STA到AP的传输可以由上行链路传输来表示。
在WLAN中操作于现有功率节省模式的STA可以基于不定期的自动功率节省传输(U-APSD)、定期的自动功率节省传输(S-ASPD)等来操作。当STA使用U-APSD或S-APSD时，STA可能很难支持实时应用(例如，互联网语音(VoIP))。
根据U-APSD，触发帧被在每个服务间隔中发送。因此，从大量STA发送的触发帧可能导致密集环境中信道拥塞的增加。具体地，当STA使用U-APSD时，STA可以在服务间隔(或者触发间隔，例如每20ms)发送上行链路触发帧到AP以接收下行链路以便满足VoIP服务的抖动要求(例如，30ms)。大量上行链路触发帧的发送可能导致高密集WLAN环境中的信号涌出。此外，当STA使用S-APSD时，在密集环境中执行定期传输有困难，并且因此在服务间隔中不存在下行链路数据或当传输失败时STA的功耗增加。
下文中，本发明的实施例公开了不定期的混合自动功率节省传输(U-HAPSD)以基于现有功率节省模式解决操作的问题。U-HAPSD可以用来支持实时服务(例如，交互视频服务、VoIP服务等)。
当STA使用U-HAPSD时，STA可以被提供有基于实时应用的服务，而无需频繁发送上行链路触发帧。由于STA不频繁发送上行链路触发帧，所以信号涌出可能不会发生。此外，当STA使用U-HAPSD时，相比于基于现有功率节省模式的操作，用于STA的功率可以被节省。根据本发明的实施例的基于功率节省模式的传输方法可以被称为不定期的混合自动功率节省传输(U-HAPSD)。
图2是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
参看图2，使用U-HAPSD的STA可以不在每个服务间隔中发送触发帧200到AP。
STA可以在第一服务间隔中发送触发帧200到AP以便发起基于U-HAPSD的通信。STA发送触发帧以发起基于U-HAPSD的通信的服务间隔可以被称为U-HAPSD发起服务间隔250。当STA在U-HAPSD发起服务间隔250中没有接收到下行链路帧时，STA还可以设置第一服务间隔之后的间隔为U-HAPSD发起服务间隔250并且发送触发帧200到AP。
具体地，STA可以在U-HAPSD发起服务间隔250中发送触发帧200到AP以触发由AP发送的下行链路帧的传输。当AP成功从STA接收到触发帧200时，AP可以发送确认(ACK)帧210到STA。在发送ACK帧210之后，AP可以在特定时间段(例如，短帧间空间(SIFS))之后发送下行链路帧(例如，下行链路数据或管理帧)220到STA。当STA成功从AP接收到下行链路帧220时，STA可以发送ACK帧225。
包括在由AP发送的下行链路帧220中的服务时段结束(EOSP)信息可以指示服务间隔是否结束。当包括在下行链路帧220中的EOSP信息指示服务间隔结束(例如，EOSP＝1)时，在发送下行链路帧220的ACK帧225到AP之后，STA可以切换到假寐状态(或睡眠状态)。此外，包括在下行链路帧220中的更多数据信息可以指示STA是否有额外数据要接收。更多数据信息等于0可能指示服务间隔中不存在额外下行链路帧要接收。
根据本发明的实施例，STA可以在U-HAPSD发起服务间隔250之后执行基于U-HAPSD传输指示映射(UTIM)的操作。STA从AP接收UTIM 230的服务间隔可以被称为U-HAPSD实现服务间隔260。AP可以发送UTIM 230到STA。下文中，携带UTIM 230的帧被称为UTIM帧。UTIM帧是可从之前定义的WLAN帧得到的帧，其可以是包括关于UTIM 230的信息的帧或者新定义用于UTIM 230的帧。UTIM还可以被称为传输指示信息(traffic indication information)。
UTIM帧可以在从U-HAPSD实现服务间隔260开始或服务间隔开始的特定时间段内(例如1到2ms)由AP发送到STA。UTIM 230，作为定义用于基于U-APSD的帧交换的信息，可以包括要由AP通过服务间隔发送到至少一个STA的关于待定下行链路帧(下行链路数据)240的信息。UTIM 230可以是定义用于U-HAPSD的TIM。具体地，根据本发明的实施例的用于U-HAPSD的UTIM 230可以是组播信息，不像现有广播TIM。UTIM 230可以是使用U-HAPSD到至少一个STA的信息组播。UTIM 230可以包括关于是否存在要被以信息格式的各种形式(例如位图)使用U-HAPSD发送到STA的待定下行链路帧的信息。
STA可以基于UTIM帧确定AP是否具有待定下行链路数据(下行链路帧)240。例如，STA可以在初始接入AP的过程中获取UTIM标识符(ID)。当包括在接收到的UTIM帧中的UTIMID指示STA的UTIM ID时，STA可以基于接收到的UTIM帧确定是否存在待定下行链路数据240。具体地，当UTIM帧的ID字段中包括的UTIM ID等于STA的UTIM ID时，STA可以进一步解码UTIM帧的后续字段并且获取关于要接收的下行链路帧(或下行链路数据)240的信息。
当UTIM帧指示要被发送到STA的待定下行链路数据240的存在时，STA可以保持唤醒状态以在U-HAPSD实现服务间隔中监测下行链路帧240。使用U-HAPSD的STA可以监测通过媒介发送的下行链路帧240而无需在接收UTIM之后发送单独的帧(例如功率节省轮询(PS-轮询)帧)。相反地，当UTIM帧指示不存在要被发送到STA的待定下行链路数据240时，STA可以从唤醒状态切换到假寐状态并且在U-HAPSD实现服务间隔260的剩余时间资源中保持假寐状态。也就是，STA可以基于UTIM帧(或UTIM)来确定功率状态。
功率节省机制(或功率节省模式)可以用来增加WLAN STA的寿命。基于功率节省模式操作的STA可以确定功率状态以操作于唤醒状态或假寐状态以便节省功率。唤醒状态是STA的正常操作，诸如帧发送或接收或信道扫描是可能的状态。假寐状态是功率消耗急剧减小到使得发送或接收帧以及执行信道扫描不可能的状态。操作于功率节省模式的STA通常处于假寐状态，并且如果有必要降低功耗就切换到唤醒状态。唤醒状态可以可替换地被称为激活模式，而假寐状态可以可替换地被称为睡眠模式。激活模式(或唤醒状态)和睡眠模式(或假寐状态)可以是用于节省STA的功率的模式(功率节省模式或功率状态)。
在U-HAPSD实现服务间隔260中，STA还可以在接收到的下行链路帧240中检查EOSP信息和/或更多数据信息，发送下行链路帧240的ACK帧245，以及确定是否切换操作状态。也就是，当EOSP信息和/或更多数据信息指示服务间隔结束和/或不存在要额外接收的下行链路数据时，STA可以从唤醒状态切换到假寐状态。相反地，当EOSP信息和/或更多数据信息指示服务间隔没有结束和/或存在要额外接收的下行链路数据时，STA可以保持唤醒状态并且监测媒介。
也就是，在WLAN中的基于功率节省模式的操作方法中，STA可以在第一服务间隔(U-HAPSD发起服务间隔)中发送第一触发帧到AP以及基于第一服务间隔中的第一触发帧接收由AP发送的下行链路帧。STA可以在接收到下行链路帧之后的第二服务间隔(U-HAPSD实现服务间隔)中从AP接收传输指示信息，基于第二服务间隔中的传输指示信息来确定AP是否具有待定下行链路帧，以及基于AP是否具有待定下行链路帧来确定功率状态。传输指示信息可以包括关于要由AP在第二服务间隔中发送的待定下行链路帧的信息。
U-HAPSD实现服务间隔260可以连续发生，除了在特殊环境下。特殊环境可以包括下行链路帧的重传、待定上行链路帧的存在等，其将在下面详细描述。
图3是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图3图示了当STA未能在U-HAPSD实现服务间隔中接收到UTIM时STA和AP的操作。
参看图3，当AP信道接入失败并且因此不可以发送UTIM帧300或STA未能解码UTIM帧300时，STA可以发送触发帧310到AP。STA可以基于在U-HAPSD实现服务间隔中来自AP的UTIM帧300的发送定时来确定触发帧310的发送定时。例如，触发帧310的发送定时可以在UTIM帧的估计发送定时之后的SIFS内以便防止另一STA占据媒介。可替换地，触发帧310的发送定时可以被确定，使得触发帧310优选在UTIM帧300之后发送的下行链路帧被发送之前发送。
当UTIM帧300在从U-HAPSD实现服务间隔的开始的特定时间段内没有被发送到STA或接收到的UTIM帧300的解码失败时，STA可以生成并发送触发帧310到AP。
当接收到触发帧310时，AP可以发送ACK帧320到STA，并且在存在要发送到STA的待定下行链路帧330时可以发送下行链路帧到STA。
图4是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图4图示了当STA没有在U-HAPSD实现服务间隔中接收到下行链路帧时STA和AP的操作。
参看图4，AP信道接入失败并且因此不可以发送下行链路帧420或者STA未能解码下行链路帧420，STA可以发送触发帧440到AP。STA可以基于在服务间隔中来自AP的下行链路帧420的发送定时来确定触发帧440的发送定时。例如，触发帧440的发送定时可以在下行链路帧的估计发送定时之后的SIFS内以便防止另一STA占据媒介。
当STA没有在接收到UTIM帧400之后的特定时间段内接收到UTIM帧400或者未能解码接收到的下行链路帧420时，STA可以生成并发送触发帧400到AP。由STA发送的触发帧400可以包括指示下行链路帧420的接收失败的信息(或者指示下行链路帧的重传的请求的信息)。
接收触发帧400的AP可以发送ACK帧460到STA，并发送下行链路帧480到STA。由AP在ACK帧460之后发送的下行链路帧480可以是与之前发送的下行链路帧420相同的帧，或是包括被包含在之前发送的下行链路帧420中的数据的一部分的重新发送的帧。下行链路帧的重传将参考图5来详细描述。
图5是图示根据本发明的实施例的U-HASPD过程的概念视图。
图5图示了在U-HAPSD实现服务间隔中当STA未能接受UTIM帧500和下行链路帧510并且AP未能接收由STA发送的触发帧520时AP重新发送下行链路帧510。AP对下行链路帧510的重传还可以以与只有下行链路帧的接收失败时相同的方式被执行。
参看图5，当AP信道接入失败并且因此不可以发送UTIM帧500和下行链路帧510或STA未能解码UTIM帧500和下行链路帧510时，STA可以发送触发帧520到AP。在AP既没有接收到下行链路帧510的ACK帧也没有接收到触发帧520时，AP可以重新发送之前发送的下行链路帧510。
AP可以重新发送下行链路帧510仅特定的次数或者仅在特定的时间间隔中。例如，下行链路帧510的重传是仅限于在一个U-HAPSD实现服务间隔580内执行的。当下行链路帧510的重传在U-HAPSD实现服务间隔中失败时，随后的服务间隔被设置为U-HAPSD发起服务间隔590，其中AP可以仅在STA发送触发帧550时才重新发送下行链路帧560到STA。
可替换地，AP可以重新发送下行链路帧510仅达到预设最大的重传次数。当下行链路帧510的重传被执行达到最大重传次数时，AP不可以重新发送下行链路帧510。
基于来自AP的下行链路帧510的重传间隔，STA可以在重传间隔中监测重新发送的下行链路帧530和540。当下行链路帧510的重传被限于只在一个服务间隔中执行时，下行链路帧510的最大重传间隔可以直到当前服务间隔的结束。当下行链路帧510的重传被执行仅达到预设最大重传次数时，用于下行链路帧510的最大重传间隔可以是执行下行链路帧510的重传最大重传次数所需的时间。
下文中，假设在本发明的实施例中，下行链路帧的重传被限于只在一个服务间隔中执行。
当STA未能解码由AP在第一服务间隔(U-HAPSD实现服务间隔580)中重新发送的下行链路帧530和540时，STA可以在第二服务间隔(U-HAPSD发起服务间隔590)中重新发送触发帧550到AP。当AP在第一服务间隔中没有从STA接收到重新发送的下行链路帧530和540的ACK帧时(或者当下行链路帧的重传失败时)，AP可以监测在第二服务间隔中从STA重新发送的触发帧550。
当AP在第二服务间隔中接收重新发送的触发帧550时，AP可以在第二服务间隔中重新发送下行链路帧560。当AP具有要发送到STA的额外的待定下行链路数据(或下行链路帧)570时，重新发送的下行链路帧560可以指示随后要被发送的待定下行链路数据的存在。例如，在重新发送的下行链路帧560中，EOSP信息可以是0而更多数据信息可以是1。STA可以基于重新发送的下行链路帧560中的EOSP信息和/或更多数据信息而识别AP中待定的下行链路数据的存在。在AP中存在待定的额外下行链路数据时，STA可以保持唤醒模式并且监测从AP发送的另一下行链路帧570。
图6是图示根据本发明的实施例的U-HAPSD过程的概念视图。
图6图示了当在U-HAPSD发起服务间隔之后的U-HAPSD实现服务间隔中发送到STA的UTIM帧指示不存在对STA的待定的下行链路数据(下行链路帧)时的STA的操作。
参看图6，从AP发送的UTIM 600可以指示不存在对STA的待定的下行链路数据。例如，UTIM 600可以指示在虚拟位图中是否存在对STA的待定下行链路数据。
在此情况下，STA可以从唤醒状态切换到假寐状态以降低功耗。
图7是图示根据本发明的实施例的指派STA的UTIM ID的方法的概念视图。
STA可以基于UTIM ID确定由AP发送的UTIM是否是用于STA的UTIM。STA的UTIM ID可以基于各种方法来确定。例如，STA可以被AP在发起接入步骤中指派UTIM ID或者在发起基于U-HAPSD的通信时被指派UTIM ID。UTIM ID可以是STA的部分关联标识符(PAID)或者STA的媒体接入控制(MAC)地址。
当UTIM ID是PAID时，STA可以基于包括在携带UTIM帧的物理层汇聚过程(PLCP)协议数据单元(PPDU)的信号字段(例如，HE-SIG-A字段)中的PAID信息来确定包括在UTIM帧中的UTIM是否是用于STA。
当UTIM ID是MAC地址时，STA可以检查UTIM帧的MAC头部的接收地址(RA)字段。STA可以确定UTIM帧的MAC头部是否指示STA的MAC地址以及确定包括在UTIM帧中的UTIM是否是用于STA。
UTIM ID可以被定义为PAID或MAC地址以外的另外的单独标识信息，并且STA可以基于包括在携带UTIM帧的PPDU的信号字段(例如，HE-SIG-A字段)中的UTIM信息来确定包括在UTIM帧中的UTIM是否是用于STA。
图7图示了在发起接入步骤中由AP指派UTIM ID的方法。发起接入步骤可以包括扫描步骤、认证步骤以及关联步骤，并且UTIM ID可以在关联步骤中被指派给STA。
参看图7，STA可以发送关联请求帧700到AP。关联请求帧700可以包括关于STA的U-HAPSD能力的信息。例如，包括在关联请求帧700中的扩展能力元素可以包括指示U-HAPSD可用的信息。此外，包括在关联请求帧700中的QoS信息可以包括指示U-HAPSD是否对于接入类别(AC)可用的信息。AC可以用来设置不同业务传输优先级。例如，业务的AC可以被确定为AC_VO(语音)、AC_VI(视频)、AC_BE(尽力而为)以及AC_BK(背景)中的一个，并且信道接入可以基于取决于业务AC的不同信道接入参数而被执行。
具体地，关联请求帧700中的QoS信息可以包括关于对于AC_VO720的U-HAPSD的可用性的信息、对于AC_VI 730的U-HAPSD的可用性的信息、对于AC_BK 740的U-HAPSD的可用性的信息、以及对于AC_BE 750的U-HAPSD的可用性的信息。也就是，U-HAPSD的可用性可以由AC来确定。
AP可以发送关联响应帧710到STA以指派UTIM ID。如上所述，AP所指派的UTIM ID可以是PAID、MAC地址、或用于UTIM的单独的标识信息。当UTIM ID是PAID或MAC地址时，关联响应帧710可以不单独发送关于UTIM ID的信息。
UTIM发送间隔可以是从服务间隔的开始的预先确定的时间间隔1或2ms，而关于UTIM发送间隔的信息还可以由AP发送到STA。AP可以通过在STA的发起接入过程中发送的帧(例如，关联响应帧710)发送关于UTIM发送间隔的信息到STA。
图8是图示根据本发明的实施例的使用U-HAPSD的STA的操作的概念视图。
参看图8，STA可以发送触发帧到AP。
STA可以在U-HAPSD发起服务间隔中发送触发帧(步骤S800)。触发帧可以用于U-HAPSD过程的发起。
当STA在U-HAPSD发起服务间隔中从AP接收到触发帧的ACK帧时(步骤S805)，STA可以监测由AP发送的下行链路帧(步骤S810)。
当STA在U-HAPSD发起服务间隔中接收到下行链路帧时(步骤S815)，STA可以设置随后的服务间隔为U-HAPSD实现服务间隔并且监测在U-HAPSD实现服务间隔的UTIM发送间隔中发送的UTIM(步骤S820)。
当STA在U-HAPSD发起服务间隔中没有接收到下行链路帧(或下行链路数据)时(步骤S815)，STA可以再次设置U-HAPSD发起服务间隔之后的服务间隔为U-HAPSD发起服务间隔并且发送触发帧(步骤S825)。
也就是，U-HAPSD发起服务间隔之后的服务间隔可以被设置为U-HAPSD发起服务间隔或U-HAPSD实现服务间隔，取决于STA是否在U-HAPSD发起服务间隔中从AP接收到下行链路帧(下行链路数据)(步骤S815)。
当STA在U-HAPSD实现服务间隔的UTIM发送间隔中接收到UTIM时(步骤S830)以及UTIM指示存在对STA的待定下行链路数据时(步骤S835)，STA可以在唤醒状态中监测和接收从AP发送的下行链路帧(步骤S840)。
当STA在U-HAPSD实现服务间隔的UTIM发送间隔中接收到UTIM时(步骤S830)以及UTIM指示不存在对STA的待定下行链路数据时，STA可以从唤醒状态切换到假寐状态且在接收到UTIM之后的服务间隔中保持假寐状态(步骤S845)。
当STA没有接收到发送的触发帧的ACK帧时(步骤S805)，STA可以重新发送触发帧到AP。STA可以确定触发帧是否被向AP重新发送设定的最大重传次数(步骤S850)并且重新发送触发帧到AP(步骤S855)。
也就是，当触发帧没有被重新发送设定的最大重传次数时(步骤S850)，STA可以发送触发帧达到最大重传次数以接收触发帧的ACK帧(步骤S855)。
当STA没有接收到触发帧的ACK帧并且向AP重新发送触发帧设定的最大重传次数时，STA可以扫描用于基于U-HAPSD的通信的另一信道(步骤S860)。
图9是图示根据本发明的实施例的使用U-HAPSD的AP的操作的概念视图。
参看图9，AP可以在U-HAPSD发起服务间隔中监测由STA发送的触发帧(步骤S900)。
当触发帧在U-HAPSD发起服务间隔中被接收时(步骤S905)，AP可以响应于触发帧而发送ACK帧到STA(步骤S910)。
AP可以确定是否存在要发送到STA的待定下行链路数据(或缓冲的下行链路数据)(步骤S915)。
当存在要发送到STA的待定下行链路数据时，AP可以通过U-HAPSD发起服务间隔中的下行链路帧发送下行链路数据到STA(步骤S920)。
当不存在要发送到STA的待定下行链路数据时(步骤S915)，AP可以在U-HAPSD发起服务间隔中发送空数据分组到STA(步骤S925)。空数据分组可以是排除MAC头部的MAC协议数据单元(MPDU)的MAC服务数据单元(MSDU)。
当由AP发送的下行链路帧(下行链路数据)在U-HAPSD发起服务间隔中被接收时，STA可以确定U-HAPSD发起服务间隔之后的服务间隔作为U-HAPSD实现服务间隔以监测UTIM。也就是，AP可以在U-HAPSD发起服务间隔中发送空数据分组到STA并且接收该空数据分组的ACK帧，并且可以确定U-HAPSD发起服务间隔之后的服务间隔为U-HAPSD实现服务间隔以发送UTIM(步骤S930)。
由AP发送的UTIM信息可以包括指示是否存在STA要在U-HAPSD实现服务间隔中接收的下行链路数据的信息。
当AP没有待定下行链路数据要发送到STA时(步骤S935)，AP可以在下一U-HAPSD实现服务间隔中再次发送UTIM帧(步骤S930)。
当AP具有待定下行链路数据要发送到STA时(步骤S935)，AP可以在发送UTIM帧之后发送包括下行链路数据的下行链路帧到STA(步骤S940)。在发送下行链路帧之后，AP可以重新发送下行链路帧，取决于是否发送了下行链路帧的ACK帧。
当AP接收到下行链路帧的ACK帧(步骤S945)并且具有额外的下行链路帧要进一步发送到STA时，AP可以发送额外的下行链路帧。当AP接收到下行链路帧的ACK帧但不具有额外的下行链路帧要进一步发送到STA时，当前U-HAPSD实现服务间隔期满并且AP可以在下一U-HAPSD实现服务间隔中再次发送UTIM帧。
当AP没有接收到下行链路帧的ACK帧时(步骤S945)，AP可以重新发送下行链路帧。如上所述，当U-HAPSD实现服务间隔没有结束时(步骤S950)或重传没有执行最大重传次数时(步骤S960)，AP可以重新发送下行链路帧到STA(步骤S970)。
当U-HAPSD实现服务间隔结束时或重发被执行最大重传次数时(步骤S960)，AP可以设置下一服务间隔为U-HAPSD发起服务间隔以监测从STA发送的触发帧。当触发帧被从STA发送时(步骤S955和S965)，AP可以重新发送下行链路帧。
图10是图示根据本发明的实施例的STA的上行链路数据传输方法的概念视图。
图10图示了当STA在U-HAPSD实现服务间隔中具有待定上行链路数据时STA发送包括上行链路数据的上行链路帧1000到AP的方法。具体地，图10图示了在接收UTIM之前生成上行链路数据并且在STA中待定的情况下发送上行链路帧1000的方法。
参看图10，STA可以优选如在U-HAPSD发起服务间隔中一样在服务间隔中发送包括待定数据的上行链路帧1000。STA发送上行链路帧1000的服务间隔可以被称为U-HAPSD回退服务间隔1050。
在U-HAPSD回退服务间隔1050中，STA可以执行信道接入以比在UTIM发送定时中更快速地发送上行链路帧1000到AP。
从STA接收上行链路帧1000的AP可以发送上行链路帧1000的ACK帧1020到STA。当存在待定下行链路数据要发送到STA时，AP可以在发送ACK帧之后发送下行链路帧1040。
图11是图示根据本发明的实施例的STA的上行链路数据传输方法的概念视图。
图11图示了当STA在U-HAPSD实现服务间隔中具有待定上行链路数据时STA发送包括上行链路数据的上行链路帧1100到AP的方法。具体地，图11图示了在接收UTIM和下行链路帧之后生成上行链路数据并且待定的情况下发送上行链路帧1100的方法。
参看图11，由于包括在从AP发送的下行链路帧1120中的EOSP被设置为1，所以STA可以在U-HAPSD实现服务间隔的剩余服务间隔中切换到假寐状态。STA可以设置下一U-HAPSD实现服务间隔为U-HAPSD回退服务间隔1150并且执行信道接入以比在UTIM发送定时中更快速地发送上行链路帧。
STA可以划分实时业务的特性。实时业务可以被划分为现场视频、缓冲视频、交互视频(例如，视频会议和语音)等。
本发明的实施例图示了可用于实时服务的U-HAPSD过程。U-HAPSD过程可以被用于操作于功率节省模式的STA。
可能不可能根据现有接入类别、AC或业务识别(TID)来具体区分实时业务类别。也就是，现有接入类别、AC或TID没有定义AC和TID来详细区分实时业务类别，诸如现场视频、缓冲视频、交互视频或语音。
通过现有技术，STA不可能对于每个类型的实时业务在不同功率节省模式下操作。STA不可能识别来自更高等级的终端的业务是现场视频、缓冲视频还是交互视频。
因此，在本发明的实施例中，STA可以如下执行用于区分实时业务类别的方法。
首先，STA基于域名来区分实时业务类别。对应于每个域的网工作站所提供的服务可以具有不同的特性，因此提供的实时业务可以属于不同的类别。
例如，如果域名是www.mlbcom.com，实时业务的类别可能是现场视频。如果域名是www.youtube.com，实时业务的类别可能是缓冲视频。如果域名是www.***.com，实时业务的类别可能是浏览数据。
连接用于服务的域的名称可以基于MLME原语被发送到STA，并且STA可以区分所发送或接收的实时业务的类别。
根据本发明的另一实施例，实时业务的类别可以基于操作***(OS)ID(例如Android或iOS)或应用(APP)ID(例如，Skype或MLB TV app)组合来进行区分。
STA可以基于OS ID和APP ID来区分实时业务。例如，当STA运行MLB TV app时，STA可以经由MLME原语而被告知OS ID(例如，指示Android的ID)和APP ID(指示MLB TV的ID)，由此区分布发送和接收的实时业务。
STA可以根据实时业务的类别来选择功率节省模式。例如，STA可以不仅使用根据本发明的实施例的U-HAPSD，而且也可以使用根据实时业务的类别的PS-轮询、S-APSD和PSMP中的一个。
图12是图示根据本发明的实施例的携带帧的PPDU的格式的概念视图。
图12图示了根据本发明的实施例的PPDU格式。PPDU格式的PPDU头部可以包括关于要接收UTIM帧的STA的UTIM ID信息。PPDU头部可以包括PHY头部和PPDU的PHY前导。
参看图12的上部，下行链路PPDU的PPDU头部可以包括传统短训练字段(L-STF)、传统长训练字段(L-LTF)、传统信号(L-SIG)、高效信号A(HE-SIG A)、高效短训练字段(HE-STF)、高效长训练字段(HE-LTF)和高效信号B(HE-SIG B)。传统部分可以包括从PHY头部到L-SIG，高效(HE)部分可以包括L-SIG之后的字段。
L-STF 1200可以包括短训练正交频分复用(OFDM)符号。L-STF 1200可以被用于帧检测、自动增益控制(AGC)、分集检测和粗频率/时间同步。
L-LTF 1210可以包括长训练OFDM符号。L-LTF 1210可以被用于精细频率/时间同步和信道估计。
L-SIG 1220可以被用于发送控制信息。L-SIG 1220可以包括关于数据速率和数据长度的信息。
根据本发明的实施例，HE-SIG A 1230可以包括关于要接收UTIM帧的STA的UTIMID信息。此外，HE-SIG A 1230可以包括关于UTIM传输间隔的信息。
可替换地，当下行链路信道以划分的方式基于正交频分复用接入(OFDMA)而被指派给多个STA时，HE-SIG A 1230可以包括关于指派给每个STA的下行链路专用操作信道的信息。下行链路信道可以包括多个子下行链路信道。例如，基于OFDMA，40-MHz下行链路信道的20MHz可以被指派用于第一子下行链路信道用于发送下行链路帧到STA 1并且剩余20MHz可以被指派用于第二子下行链路信道用于发送下行链路帧到STA 2。STA 1和STA 2可以分别在第一子下行链路信道和第二子下行链路信道中执行U-HAPSD操作。
HE-SIG A 1230可以包括STA标识信息以指示目标STA以接收下行链路PPDU。多个STA可以操作于相同U-HAPSD间隔中。在此情况下，STA可以基于被包括在下行链路PPDU的HE-SIG A中的STA标识信息来确定下行链路PPDU是否是以STA为目标的PPDU。当基于下行链路PPDU的HE-SIG A指示STA时，STA可以对下行链路PPDU执行额外解码。HE-STF 1240可以被用来改善多输入和多输出(MIMO)环境或OFDMA环境中的自动增益控制估计。
HE-LTF 1250可以被用于在MIMO环境或OFDMA环境中估计信道。
HE-SIG B 1260可以包括关于物理层服务数据单元(PSDU)长度以及用于每个STA的调制和编码方案(MCS)、尾部比特等的信息。
应用于HE-STF 1240和HE-STF 1240之后字段的逆快速傅里叶变换(IFFT)与应用于HE-STF 1240之前字段的IFFT可以具有不同的大小。例如，应用于HE-STF 1240和HE-STF1240之后字段的IFFT可以具有应用于HE-STF 1240之前字段的四倍的大小。当STA接收到UTIM帧时，STA可以解码UTIM帧的HE-SIG A 1230并且基于包括在HE-SIG A 1230中的UTIMID信息而确定是否解码HE-SIG A 1230之后的字段。在此情况下，当包括在HE-SIG A 1230中的UTIM ID信息指示STA的UTIM ID时，STA可以基于修改大小的FFT来解码HE-STF 1240以及HE-STF 1240之后的字段。但是，当包括在HE-SIG A 1230中的UTIM ID信息不指示STA的UTIM ID时，STA可以停止解码并且设置网络分配矢量(NAV)。HE-STF 1240的循环前缀(CP)可以具有比其他字段的CP更大的尺寸，且STA可以通过在CP持续时间期间改变FFT大小而解码下行链路PPDU。
图12的上部中所示的PPDU格式的字段可以以不同次序来配置。例如，如图12的中部中所示，HE部分的HE-SIG B 1215可以被定位在紧接着HE-SIG A 1205之后。STA可以解码直到HE-SIG A 1205和HE-SIG B 1215，接收必要控制信息，并且设置NAV。类似地，应用于HE-STF 1225和HE-STF 1225之后字段的IFFT与应用于HE-STF 1225之前字段的IFFT可以具有不同的大小。
STA可以接收HE-SIG A 1205和HE-SIG B 1215。当HE-SIG A 1205中的UTIM ID指示STA接收下行链路PPDU时，STA可以通过改变FFT尺寸而从HE-STF 1225开始解码下行链路PPDU。但是，当STA接收HE-SIG A 1205而基于HE-SIG A 1205不被指示接收下行链路PPDU时，STA可以设置NAV。
图12的下部图示了用于下行链路多用户(MU)传输的下行链路PPDU格式。下行链路PPDU可以通过基于OFDMA的不同下行链路传输资源(频率资源或空间流)被发送到STA。也就是，下行链路PPDU可以通过子下行链路信道被发送到多个STA。该方法可以使得多个STA和AP能够基于U-HAPSD过程而彼此通信。
下行链路PPDU中HE-SIG B 1245之前的字段可以以复制的形式通过不同下行链路传输资源而被发送。HE-SIG B 1245可以以编码形式在所有传输资源上被发送。HE-SIG B1245之后的字段可以包括用于接收下行链路PPDU的多个STA中的每个的特殊信息。
当包括在下行链路PPDU中的字段分别通过下行链路传输资源而被发送时，用于各个字段的CRC可以被包括在下行链路PPDU中。但是，当下行链路PPDU中的特定字段以编码形式在所有下行链路传输资源上被发送时，用于各个字段的CRC可能不被包括在下行链路PPDU中。因此，CRC开销可以被降低。也就是，根据本发明的实施例的用于下行链路MU传输的下行链路PPDU格式可以以编码形式在所有传输资源上使用HE-SIG B 1245，由此降低下行链路帧的CRC开销。
例如，可以假设AP通过基于下行链路多用户(MU)OFDMA传输的下行链路信道来发送下行链路PPDU。当一个子下行链路信道具有20MHz的带宽时，STA可以解码一个子下行链路信道发送的HE-SIG A 1235以对其指派下行链路传输资源。例如，HE-SIG A 1235可以指示80-MHz下行链路信道被指派用于STA，且STA可以解码通过80-MHz下行链路信道发送的HE-SIG A 1235之后的字段。
在用于下行链路MU传输的下行链路PPDU格式中，HE-STF 1255和HE-STF 1255之后的字段也可以基于与HE-STF 1255之前字段不同的IFFT大小而被编码。因此，当STA接收HE-SIG A 1235和HE-SIG B 1245并且基于HE-SIG A 1235而被指示接收下行链路PPDU时，STA可以通过改变FFT大小而从HE-STF 1255开始解码下行链路PPDU。
图13是图示根据本发明的实施例的无线设备的框图。
参看图13，无线设备1300可以是STA以实现前面的实施例，其可以是AP 1300或非AP STA(或STA)1350。
AP 1300包括处理器1310、存储器1320和射频(RF)单元1330。
RF单元1330可以被连接到处理器1310以发送/接收无线电信号。
处理器1310可以实现本发明中建议的功能、过程和/或方法。例如，处理器1310可以被配置为根据前述的本发明的实施例来执行无线设备的操作。处理器可以执行图2到12的实施例中所图示的无线设备的操作。
例如，处理器1310可以被配置为基于在第一服务间隔中从STA接收到的触发帧而发送待定下行链路帧到STA。此外，处理器1310可以在第二服务间隔中被配置为发送UTIM到STA以及当存在待定帧时发送待定下行链路帧到STA。
STA 1350包括处理器1360、存储器1370和RF单元1380。
RF单元1380可以被连接到处理器1360以发送/接收无线电信号。
处理器1360可以实现本发明中建议的功能、过程和/或方法。例如，处理器1360可以被配置为根据前述的本发明的实施例来执行无线设备的操作。处理器可以执行图2到12的实施例中所图示的无线设备的操作。
例如，处理器1360可以被配置为在第一服务间隔中发送第一触发帧到AP并且基于在第一服务间隔中的第一触发帧而接收由AP发送的下行链路帧。此外，处理器1360可以被配置为在接收下行链路帧之后的第二服务间隔中从AP接收传输指示信息，基于第二服务间隔中的传输指示信息来确定AP是否具有待定下行链路帧，以及基于AP是否具有待定下行链路帧来确定功率状态。传输指示信息可以包括关于要由AP在第二服务间隔中发送的待定下行链路帧的存在的信息。
处理器1310和1360可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路、数据处理器和/或转换器以转换基带信号和无线电信号从一个到另一个。存储器1320和1370可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、存储卡、存储介质和/或其他存储设备。RF单元1330和1380可以包括至少一个天线以发送和/或接收无线电信号。
当实施例被用软件实现时，前面的技术可以通过用于执行前述功能的模块(过程、概念等)来实现。模块可以被存储在存储器1320和1370中并且由处理器1310和1360来执行。存储器1320和1370可以被置于处理器1310和1360的内部或外面或者经由各种公知装置被连接到处理器1310和1360。

Claims (10)

1.一种无线局域网(WLAN)中基于功率节省模式的操作方法，所述方法包括：
由工作站(STA)在第一服务间隔内发送第一触发帧到接入点(AP)；
其中，所述第一触发帧征求由所述AP缓冲的用于STA的下行链路帧的传输；
由所述STA响应于所述第一触发帧在所述第一服务间隔内从所述AP接收所述下行链路帧；
在第一服务间隔内接收所述下行链路帧之后，在第二服务间隔内无需传输相应的第二触发帧由所述STA从所述AP接收传输指示信息；
其中，所述传输指示信息包括与由用于至少一个STA的所述AP缓冲的至少一个待定下行链路帧的存在有关的位图；
由所述STA基于所述第二服务间隔中接收的所述传输指示信息来确定是否存在由所述AP缓冲的用于所述STA的待定下行链路帧；以及
由所述STA基于是否存在所述待定下行链路帧来确定用于功率节省的模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定用于功率节省的模式包括：
当不存在待定下行链路帧时，由所述STA将所述模式从激活模式切换为睡眠模式；以及
当存在所述待定下行链路帧时，由所述STA将所述模式保持为所述激活模式并且监测所述待定下行链路帧。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：当在接收到所述传输指示信息之后的特定时间段内所述STA没有从所述AP接收到所述待定下行链路帧时，由所述STA发送所述第二触发帧，其中，所述第二触发帧触发由所述AP在所述第二服务间隔中的所述待定下行链路帧的发送。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：基于发送所述第二触发帧之后的最大重传间隔，由所述STA监测待定下行链路帧，其中，所述最大重传间隔是执行所述待定下行链路帧的重传的最大时间间隔，并且所述最大重传间隔是到所述第二服务间隔的结束。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：当所述STA在所述最大重传间隔中没有接收到所述待定下行链路帧时，由所述STA在第三服务间隔中发送第三触发帧到所述AP，其中，所述第三触发帧触发由所述AP在所述第三服务间隔中的所述待定下行链路帧的发送。
6.一种在无线局域网(WLAN)中基于功率节省模式操作的工作站(STA)，所述STA包括：
射频(RF)单元，所述RF单元被配置为发送或接收无线电信号；以及
处理器，所述处理器被可操作地连接到所述RF单元，
其中，所述处理器被配置为：
在第一服务间隔内发送第一触发帧到接入点(AP)，
其中，所述第一触发帧征求由所述AP缓冲的用于STA的下行链路帧的传输；
响应于所述第一触发帧在所述第一服务间隔内从所述AP接收下行链路帧，
在第一服务间隔内接收所述下行链路帧之后，在第二服务间隔内无需传输相应的第二触发帧从所述AP接收传输指示信息；
其中，所述传输指示信息包括与由用于至少一个STA的所述AP缓冲的至少一个待定下行链路帧的存在有关的位图；
基于所述第二服务间隔中接收的所述传输指示信息来确定是否存在由所述AP缓冲的用于所述STA的待定下行链路帧；以及
基于是否存在所述待定下行链路帧来确定用于功率节省的模式。
7.根据权利要求6所述的STA，其中，所述处理器被配置为：当不存在待定下行链路帧时，将所述模式从激活模式切换到睡眠模式，以及当存在所述待定下行链路帧时，将所述模式保持为所述激活模式并且监测所述待定下行链路帧。
8.根据权利要求6所述的STA，其中，所述处理器被配置为：当在接收到所述传输指示信息之后的特定时间段内所述STA没有从所述AP接收到所述待定下行链路帧时，发送所述第二触发帧，并且所述第二触发帧触发由所述AP在所述第二服务间隔中的所述待定下行链路帧的发送。
9.根据权利要求8所述的STA，其中，所述处理器被配置为：基于发送所述第二触发帧之后的最大重传间隔，监测所述待定下行链路帧，所述最大重传间隔是执行所述待定下行链路帧的重传的最大时间间隔，并且所述最大重传间隔是到所述第二服务间隔的结束。
10.根据权利要求9所述的STA，其中，所述处理器被配置为：当所述STA在所述最大重传间隔中没有接收到所述待定下行链路帧时，在第三服务间隔中发送第三触发帧到所述AP，并且所述第三触发帧触发由所述AP在所述第三服务间隔中的所述待定下行链路帧的发送。
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