CN107852306A - 用于无线网络***中的改进的基于ofdma的数据ack/ba帧交换的信令方法 - Google Patents

Abstract

本发明一般涉及无线联网，尤其涉及用于增大在无线网络中的无线设备和***的吞吐量的方法和装备。本发明包括从无线网络中的一个无线设备向无线网络中的其他无线设备(STA)传送一个或多个信令帧。该一个或多个信令帧包含关于用于传输的信道分配的信息以及对于传送方无线设备与接收方无线设备之间的确收帧的要求。本发明允许未被分配传输介质的无线设备在传输突发期间休眠并且被分配传输介质的不同无线设备被调度在不同的数据传输突发中。

Description

用于无线网络***中的改进的基于OFDMA的数据ACK/BA帧交 换的信令方法

发明领域

本发明一般涉及移动无线联网，并且尤其涉及用于改进无线网络***中的基于OFDMA的数据传输连同对ACK/BA帧交换的支持的方法和装置。

发明背景

正交频分多址(OFDMA)作为调制和多址技术已经展现出在用户(STA)被分配提供订户站和基站(或接入点)之间的较好链路条件的副载波(或资源块)时提供了吞吐量方面的改进。

标准IEEE 802.16m是基于OFDMA的解决方案。然而，该技术被设计成在“有执照的频谱”中使用。换言之，由于不存在旧式设备，所以存在对频谱的显式下行链路(DL)和上行链路(UL)分配。这可能导致移动无线网络***中某些UL资源未被有效使用，旧式设备指代在相同频带中操作的802.11和其他无线电设备(例如，BT和Zigbee)。

如果向所有用户(在802.11的情形中为STA)均等地分配信道带宽(即，相同数目的副载波或资源块)，则有可能分配给某些STA的BSS带宽的一部分不被使用。例如，从接入点(AP)到STA的数据丢失将导致该STA不将介质用于上行链路传输，即使该介质已经被分配给该STA亦如此。作为另一示例，数据量差异或AP和各STA之间的链路条件差异可能导致带宽的一部分不被使用。如果不使用带宽的一部分，则BSS或OBSS中的旧式设备可感测到介质要空闲，并过早地开始使用无线介质/信道/资源块。

因此，现有方法不能用于其中存在旧式设备(无执照频谱)的无线网络中的资源分配。相应地，本领域仍然存在对于解决上述以及其他问题的解决方案的需求。

发明概述

本发明公开了通过改进用于信道带宽的分配和用于下行链路(AP到STA)和上行链路(STA到AP)传输两者的调度的管理的信令来解决以上讨论的问题的方法和装置。具体而言，本发明公开了使用新的信令帧、限制所允许的帧交换、以及允许STA和AP被允许使用OFDMA在介质上传送的新帧的方法。

将来自STA的响应限制为ACK或BA帧允许多个OFDMA突发。按照如PHY报头中定义的相同历时字段来传送所有PPDU确保了即使没有接收到数据，PPDU的历时仍被准确传达。另外，引入NACK帧以显式地向数据的传送方发信令通知最后的PPDU未被接收到。在当前IEEE802.11中，当没有来自数据帧的预期接收机的ACK帧时，传送方可以推断数据帧的丢失。更重要的是，这个NACK帧被用于确保介质被占用，使得没有在附近操作的设备(尚未被分配当前OFDMA突发中的介质使用的旧式设备或STA)会不正确地抓取介质。如果旧式设备抓取了介质，则AP将需要执行新的信道接入，因为旧式设备对介质的不适当使用破坏了整个OFDMA分配。

附图简述

被认为是发明的主体内容在说明书的结束部分中被特别指出并特异地要求保护。然而，本发明在组织和操作方法两方面连同其目的、特征和优点可在结合附图阅读时参考本发明的具体实施例的以下详细描述得到最好的理解，其中：

图1解说了其中可应用本发明的实施例的具有BSS和OBSS的WLAN网络的示例。

图2是根据本发明的实施例的信令帧结构。

图3是解说根据本发明的实施例的具有DL数据和UL ACK/BA以及相关联的帧交换的OFDMA突发传输的流程图。

图4是解说根据本发明的另一实施例的具有用于DL数据传输的信令帧以及相关联的帧交换的OFDMA突发传输的流程图。

图5是解说根据本发明的实施例的具有从诸STA到AP的UL数据继之以从AP到诸STA的DL ACK/BA的OFDMA突发传输的流程图。

优选实施例的详细描述

现在将参照附图来详细描述本发明，提供附图是作为本发明的解说性示例以便使本领域技术人员可以实践本发明。值得注意的是，附图和以下示例并不旨在将本发明的范围限定于单个实施例，相反，藉由与一些或全部所描述或所解说的元素的互换，其它实施例也是可能的。而且，在可使用已知组件来部分或完全实现本发明的某些元素的情况下，将仅描述此类已知组件的对于理解本发明所必要的那些部分，并且将省略对此类已知组件的其它部分的详细描述以免混淆本发明。

被描述为在软件中实现的实施例不应被限定于此，而是可包括在硬件、或软件和硬件的组合中实现的实施例，反之亦然，这对本领域技术人员而言将是显而易见的，除非在本文中另行指出。在本说明书中，示出单数组件的实施例不应被认为构成限定；确切而言，本发明旨在涵盖包括多个相同组件的其它实施例，反之亦然，除非本文另外明确声明。而且，申请人不希望说明书或权利要求书中的任何术语被赋予罕见或特殊的意义，除非明确地如此阐述。此外，本发明涵盖了本文藉由解说所引述的已知组件的现在和将来的已知等效物。

基本服务集(BSS)提供了IEEE 802.11无线LAN的基本构建块。在基础设施模式中，单个接入点(AP)与所有相关联的站(STA)一起被称为BSS。接入点充当主控方以控制该BSS内的站；最简单的BSS由一个接入点和一个站组成。

替换地，在IEEE 802.11下，也可以设立不具有控制方接入点的客户端设备的自组织(ad hoc)网络，此类网络被称为IBSS(独立BSS)。

OFDMA代表正交频分多址。其被认为是用于下一代无线网络(诸如用于移动WiMAX和LTE)的调制和多址技术。OFDMA是正交频分复用(OFDM)的扩展，其当前是高速数据接入***(诸如IEEE 802.11a/g/n/ac无线LAN(WiFi)和IEEE 802.16a/d/e/m无线宽带接入***(WiMAX))的首选的基本技术。在OFDM***中，在任何给定时间下仅单个用户可在所有副载波上传送，并且采用时分多址来支持多个用户。另一方面，OFDMA允许多个用户在每OFDM码元的不同副载波上同时传送。因此，其往往被称为多用户OFDM。

IEEE 802.16e-2009定义了OFDMA物理层和MAC层，其普遍被称为移动WiMAX。移动WiMAX被用于类似于蜂窝技术的宽带数据通信。可用于移动WiMAX技术的基站和订户站设备已被开发以用于如不同国家频谱分配所要求的不同RF频率，即2.3-2.4GHz、2.5-2.7GHz、3.3-3.8GHz。OFDMA中常用的波束宽度范围从1.25MHz到20MHz。其支持128、512、1024、以及2048的FFT大小，但是512和1024的FFT大小由大多数装备供应商商品化并且同样得到WiMAX论坛的认证。本发明还适用于在其他无执照频带(例如，802.11ah标准下的900MHz)中的OFDMA传输。

尽管以下详细描述可描述与利用正交频分复用(OFDM)调制的无线网络相关的本发明的各种实施例，但是本发明的实施例不限于此，并且例如可以在适合适用的情况下使用其他调制和/或编码方案来实现。

此外，尽管本文关于无线局域网(WLAN)描述了示例实施例，但是本发明不限于此，并且可以应用于可以获得类似优点的其他类型的无线网络。此类网络具体包括但不限于：WiMAX网络、无线城域网(WMAN)、无线个域网(WPAN)、和/或无线广域网(WWAN)、传感器/IOT网络。

图1是解说具有两个BSS***的示例性WLAN环境的示图，其中可以应用本发明的实施例来促成和改进无线设备和BSS***的调度管理和带宽分配。

该示例中的STA可包括娱乐设备，例如，音频扬声器，视频播放器或智能电话。

在图1中，AP通过有线或无线网络连接到因特网。WLAN中的诸AP和诸无线设备(STA)之间的数据传输是基于OFDMA的。在OFDMA的实际传输开始之前，AP站(AP 1)向相同BSS中的客户端(STA1、STA2、以及STA3)发送信令帧以设立和管理客户端设备的介质分配。客户端设备(例如，STA1)使用上行链路信道向AP1发送针对其最终接收到的数据的确收帧。此外，AP可以向BSS中的每个STA发信令通知介质分配，随后STA在所分配的资源块上发送它们的数据，并且AP进而在DL中确收从(诸)STA接收到的数据。

转向图2，其解说了根据本发明的实施例的在BSS中由AP向诸STA发送的10字节的信令帧200。信令帧200可以是单独的MAC协议帧，或者内容可被包括在MAC帧的物理层报头部分中。如图所示，帧200可以包括最后OFDMA突发字段、UL中ACK/NACK或BA字段、分配方向、OFDMA分配中STA数目字段、当前OFDMA突发字段、BA帧的MCS字段和STA数据字段。下面进一步描述了用于向STA发信令通知DL和UL资源的调度和分配的信令。

最后OFDMA突发字段是1比特的字段，其信令通知在当前突发之后是否存在附加OFDMA突发。如果设为1，则AP向STA发信令通知该当前突发是最后OFDMA突发。如果设为0，则AP发信令通知在当前数据突发之后存在附加突发。

ACK/NACK或BA字段是1比特的字段，其信令通知对数据的响应是ACK/NACK还是BA。如果设为0，则AP向STA发信令通知对数据的响应将需要ACK/NACK帧。否则，预期BA确收帧。

分配方向字段是1比特的字段，其信令通知STA数据字段中UL和DL资源分配的次序。例如，如果分配方向被设为0，则在用于DL数据传输的资源分配(DL/UL分配(1)字段)之后是用于UL ACK/BA传输的资源分配(DL/UL分配(2)字段)。在图3和图4中解说了数据传输和随之发生的ACK/BA传输。如果分配方向被设为1，则在用于UL数据传输的资源分配(DL/UL分配(1)字段)之后是用于DL ACK/BA传输的资源分配(DL/UL分配(2)字段)。在图5中解说了数据传输和随之发生的ACK/BA传输。

OFDMA分配中STA数目字段是6比特的字段，其信令通知OFDMA突发中所涉及的STA数目。在这种情形中，OFDMA传输中所涉及的STA的最大数目可以是64。替换地，6个比特中仅有4个比特用于信令通知OFDMA突发中所涉及的STA数目，而2个比特是保留比特。

当前OFDMA突发字段是12比特的字段，其信令通知当前突发的历时。该历时是在DL传输期间完成向所有STA传送PPDU所花费的时间连同发送针对DL数据的ACK/NACK或BA所需的时间。分配粒度是微秒(μs)量级的。这允许不是当前OFDMA分配的一部分的STA进入休眠并且在当前OFDMA突发的结束处苏醒。

BA帧的MCS字段是与ACK/NACK或BA字段结合使用的4比特的字段。在ACK/NACK或BA字段被设为1时，该BA帧的MCS字段信令通知用于响应于数据而发送的预期BA帧的调制和编码方案。4比特的MCS字段可以指示16个不同的MCS方案。在ACK/NACK或BA字段被设为0时，该字段被认为是保留或不使用的。

STA数据字段是由以下子字段组成的7字节的字段：AID字段、分开或相同DL和UL字段、保留字段，DL分配字段和UL分配字段。在以下段落中进一步描述了这些子字段。

AID是10比特的字段，其定义了已被分配用于数据传输的UL和DL带宽的STA的关联ID。

分开或相同DL和UL字段是1比特的字段，其信令通知信道分配对于DL和UL两者是否相同。如果设为0，则意味着DL和UL的分配是分开的。如果设为1，则对于DL和UL是相同的分配。

DL分配字段进一步由8比特的所分配20MHz信道字段和12比特的片断20MHz字段组成。所分配20MHz信道字段包括4比特的较低信道子字段和4比特的较高信道子字段，从而以与BSS的主信道的偏移的形式来指示所分配的20MHz信道。一般而言，BSS的主信道在信标帧中被宣告。

例如，假定BSS在信道0到信道3上操作(每个信道是20MHz信道，即BSS在80MHz的带宽上操作)，并且如果主信道是信道2，则在这种情形中，如果向特定STA分配信道1到信道3(即，三个20MHz信道)以用于数据传输，则“较低20MHz信道”被信令通知为“1001”，而“较高信道”子字段信令通知“0001”。

为“1001”的“较低信道”子字段中的第一个比特(最左边比特)，即“1”，指示这是与主信道的负偏移，并且“001”指示与主信道偏移的信道数目。由于主信道在信道2上，因此“1001”指示与主信道偏移-1信道的信道1。

为“0001”的“较高信道”子字段中的第一个比特(最左边的比特)，即“0”，指示较高信道是与主信道的正偏移。其余比特“001”指示与主信道的正偏移为正1。因此，假定主信道是2，则较高信道是信道3。

替换地，如果BSS在信道52-64(四个20MHz信道)上操作，则BSS的较低20MHz被设为“0”，并且较低信道和较高信道将分配的较低20MHz信道数和较高20MHz信道数两者都指示为正整数值。使用以上相同的示例并且假定STA被分配在信道1到信道3上操作，则“较低信道”子字段将针对“1”(信道1)信令通知“0001”，而“较高信道”子字段将针对“3”(信道3)信令通知“0011”。

12比特的片断20MHz字段进一步由4比特的20MHz信道字段、4比特的较低分数字段和4比特的较高分数字段组成。20MHz信道字段包含其片断被分配给STA的20MHz信道的标识编号。标识20MHz信道编号可以是与主20MHz信道的偏移或者来自BSS的较低20MHz信道的信道编号。作为示例，如果BSS在信道52-64中操作，则“BSS的较低20MHz信道”将是信道52。较低片断字段指示所标识的20MHz信道的起始CH_min(定量)编号，并且较高片断字段指示最后CH_min(CH_最小)编号。注意，CH_min可按不同的方式来单独地发信令通知。例如，CH_min可以在AP的信标帧中发信令通知，或者在信令帧中指示。另外，可以为每个用户专门发信令通知CH_min。CH_min定量的示例可包括1.25MHz、2.5MHz、3.75MHz等等。

在本发明的一些实施例中，“0”是从20MHz信道开始的第一CH_min(定量)，20MHz信道的其片断将被分配。注意，如果CH_min定量是1.25MHz，则以上讨论的较低片断和较高片断子字段的4个比特可被用于信令通知20MHz信道的总共16个片断带宽，因为20MHz＝16×1.25MHz。如果CH_min是2.5MHz，则将仅使用较低片断和较高片断子字段的四比特中的三个比特(8×2.5MHz＝20MHz)

以下几段解释了根据本发明的一些实施例的DL分配字段的20比特可以如何被用于各种信道分配场景。

如果STA被分配到与CH_min的信道带宽完全相等的信道带宽，则20MHz分配较低字段、20MHz分配较高字段、以及分数20MHz字段内的20MHz信道字段都将具有相同的值：其内等于CH_min的片断被分配给STA的20MHz信道的标识编号。片断20MHz字段的较低片断和较高片断子字段也将具有完全相同的值。

例如，假定CH_min是1.25MHz，而主20MHz在2.6GHz处开始。如果20MHz信道字段为3(在信道编号从“0”开始的情况下，20MHz分配较低字段和20MHz分配较高字段两者都是3，并且在片断编号从“0”开始的情况下，较低片断和较高片断两者都等于5)，则分配给STA的频率从2666.25MHz到2667.5MHz，其中起始频率和结束频率如下计算：

起始频率＝主20MHZ+3×20MHz+5×CH_min＝2.6GHz+66.25MHz

结束频率＝起始频率+(较高片断-较低片断+1)×1.25MHz＝2.6GHz+(5-3+1)×1.25MHz

如果STA被分配不止仅是CH_min、但仍然等于20MHz的片断的带宽，则20MHz分配较低、20MHz分配较高、以及片断20MHz的20MHz信道字段也将具有与以上讨论的值相同的值。片断20MHz字段的较低片断和较高片断子字段将分别具有分配给STA的第一CH_min和最后CH_min。

使用与以上相同的示例，不同之处在于所分配的带宽是3.75MHz而不是1.25MHz。假定较低片断字段具有值2，较高片断字段将等于4(因为所分配的片断BW(带宽)是(较高-较低)+1)×CH_min，并且3.75MHz＝3×CH_min)。于是分配给具有3.75MHz带宽的STA的频率具有2662.5MHz的起始频率以及2666.25MHz的结束频率，其中起始频率和结束频率如下确定：

起始频率＝主20MHZ+3×20MHz+(较低片断)×CH_min＝2.6GHz+3×20MHz+2×1.25MHz＝2662.5MHz

结束频率＝主20MHZ+3×20MHz+(较高片断+1)×CH_min＝2.6GHz+3×20MHz+5×1.25MHz＝起始频率+3.75MHz＝＝2666.25MHz。

如果STA被分配正好为20MHz的带宽，则20MHz分配较低字段和20MHz分配较高字段将具有相同的值，其中标识编号对应于所分配的20MHz信道。片断20MHz字段的20MHz信道子字段将被设为全1，这是保留值。片断20MHz字段的较低片断和较高片断子字段被忽略/无关紧要。因此，最大带宽是15×20Mhz＝300MHz(编号从0而不从1开始，所以在使用4比特(即，从0000到1110(0到14))时，可表示15个20MHz信道。然而，如果要分配全部20MHz(而不是片断)，则20MHz分配较低字段＝20MHz较高字段＝15(片断不被分配)，在这种情形中，最大带宽是16×20＝320MHz，因为从0到15的所有数字是有效的。

使用与以上相同的示例，不同之处在于20MHz信道现在被设为1111，分配给具有20MHz带宽的STA的频率如下确定：

起始频率＝主20MHZ+3×20MHz＝2,660MHz。

结束频率＝主20MHZ+3×20MHz+20MHz＝2680MHz。

如果STA被分配大于20MHz的带宽，则20MHz分配较低字段和20MHz分配较高字段分别指示所分配的第一和最后的完整20MHz信道。片断20MHz字段的20MHz信道子字段具有分配了片断带宽的20MHz的信道标识编号，其中片断20MHz字段的较低片断和较高片断子字段分别具有分配给STA的片断带宽的第一CH_min和最后CH_min。

应当注意，如以上所讨论的使用信令帧(包括DL分配字段和UL分配字段两者)的开销对于WLAN(或WiMAX)中的数据传输而言相对不显著。每个STA的开销字节总数是：7字节＝16比特+20比特+20比特。假定帧开销＝MAC报头32字节+3字节＝35字节，则OFDMA帧的总开销＝35字节+7×OFDMA帧中的STA数目。

假定由每个STA使用所提议的OFDMA帧并用传统WLAN帧来传送X个字节的数据，则以9Mbps传送的OFDMA帧的开销是：前置码+35字节+7字节×STA数目＝90+9×STA数目μs。以6Mbps传送现有WLAN帧的开销是：(90+SIFS)×STA数目μs。

鉴于以上描述，根据本发明的一些实施例的由AP用来在OFDMA突发期间向STA发信令通知的信令帧与当前在当今无线网络应用中使用的现有办法和方案相比是有利的。具体地，使用以上所描述的信令帧或以类似的方式使用信令帧以小成本(信令帧的总开销非常小)提供了至少以下益处：

a.不是OFDMA突发的一部分的诸STA可在当前OFDMA突发期间休眠。

b.不同的STA可在不同的OFDMA突发中被调度。

c.另外，一些STA可以仅针对UL中的ACK帧设立，而一些其他STA可针对UL中的BA帧设立。

图3解说了根据本发明的实施例的具有从AP到诸STA的DL数据继之以从诸STA到AP的UL ACK/BA的OFDMA突发的示例。以下章节描述根据以上讨论的信令协议的诸STA和AP的行为。

AP行为：

DL中的所有STA的所有PPDU在PHY报头中携带相同值以用于历时字段，这对应于OFDMA突发中的PPDU的最长值。

在不是最后突发的突发期间(301)，如果在DL分配中包括不针对BA设立的STA，则多个突发的当前突发中的所有STA应当被信令通知仅发送针对当前突发的ACK/NACK(302)。

此外，由于UL数据是ACK/NACK帧或BA帧，所以UL中的所有STA被分配相同量的UL资源。如果需要BA帧，则通过采取20MHz BSS操作，BA帧的调制和编码方案(MCS)被信令通知。如果STA被分配了不同量的UL资源(例如，不同数量的无线电资源)，则数据率被缩放以确保在OFDMA帧结束之前完成需要的传输。

在AP向诸STA发送多个OFDMA突发时(303)，AP传送信令帧来发信令通知用于所有的所涉及的STA的OFDMA下行链路突发的信道分配(包括下一突发的历时以及这是否是最后突发)。

如果当前OFDMA突发是最后OFDMA突发(304)，则向STA的UL分配针对诸STA可以不同，即，所有STA不需要在UL中发送相同种类的帧(ACK/NACK/BA)。换言之，不存在同时对齐所有UL传输的完成的需要。在最后OFDMA突发之后，AP将被要求执行新的信道接入。因此，如果因一些UL传输比其他UL传输更长而导致旧式设备要占用介质，则这将不是问题，因为在OFDMA突发上没有跟随的突发。

STAx行为：

如果DL中的当前OFDMA突发不是最后突发，则每个STA被要求用ACK/NACK帧或BA帧在UL中回应，从而对以STA为目的地的数据的接收进行确收(302)。如以上关于图2所讨论的，预期确切地发送哪个特定确收帧是由从AP到诸STA的信令帧中的UL字段中的1比特ACK/NACK或BA信令通知的。

NACK帧

如果STA在OFDMA突发期间(其被先验信令通知)被调度成接收数据，但在OFDMA突发期间没有正确地接收到数据，则STA向AP发送NACK帧。

在一种场景中，如果STA仅正确地接收到PHY报头(即，它将知道DL PPDU的结束)，则STA将在DL PPDU的历时之后用NACK/BA帧来回应。如果根据本发明的实施例的信令帧中的ACK/NACK(或)BA字段被设为“0”，则STA将用NACK帧来响应。如果信令帧中的ACK/NACK(或)BA字段被设为“1”，则STA将用BA来响应。由STA传送的BA帧将确收直至最后成功接收到的MPDU的序列号。换言之，无论数据是否被成功地接收到，都存在BA帧传输。再次，如之前所讨论的，STA使用的BA帧的MCS在信令帧中被指示。

在另一场景中，如果STA被调度成在OFDMA突发(其被先验信令通知)期间接收数据并且在OFDMA突发期间的确接收到该数据，则STA将根据ACK/NACK(或)BA字段的设置用确收帧来响应。具体地，如果根据本发明的实施例的信令帧的ACK/NACK(或)BA字段被设为“0”，则STA将用ACK帧来响应。如果ACK/NACK(或)BA字段被设为“1”，则STA将用BA帧来响应。

在又一场景中，在当前OFDMA突发是最后突发时，如果预期发送ACK/NACK帧且随后PPDU被正确地接收，则STA发送ACK帧。然而，如果错误地接收PPDU，则STA可以发送或可以不发送NACK帧。

在本发明的一些实施例中，信令帧的内容可由AP包括在包括用于不同STA的内容作为OFDMA传输(如图4所示)的相同OFDMA帧中。AP首先发送前置码，然后立即跟随有以OFDM格式的信令帧内容(PHY报头具有信令内容)，随后是包括如在信令帧内容中所分配的相应副载波中以每个STA为目的地的数据的OFDMA传输。该实施例与图3中示出的一个实施例之间的不同在于，在信令帧与数据传输的起始之间不存在帧间间隔(SIFS)，并且不存在用于所传送数据的附加前置码(PHY报头)。本发明的这一方面进一步改进了介质的利用。

如果预期响应是BA，则如果在还是最后突发的当前OFDMA突发中没有接收到MPDU，则STA可以选择不发送BA帧。

图5解说了根据本发明的实施例的具有从诸STA到AP的UL数据继之以从AP到诸STA的DL ACK/BA的OFDMA突发的示例。如果针对不同的信道带宽进行UL数据传输，则有可能接收方(即，AP)将被要求具有多个接收机，以解码所有UL STA的前置码，这增加了AP实现的复杂度。为了确保充分探索UL OFDMA的益处，但同时降低AP实现的复杂度，对于UL数据或ACK/BA传输，可考虑以下各项作为附加信令选项：

a.AP将UL资源分配给BSS中的STA以供其在UL中进行传输，但是，其仅发信令通知诸STA中被调度成在UL中传送数据的一个STA传送PPDU的报头(PHY报头)。被选择传送PHY报头的STA将在整个BSS信道BW上而非仅仅在分配给STA的资源中传送PHY报头。被分配使用这些资源的所有STA将恰在PPDU报头的传输结束之后开始介质上的传输。

b.AP选择在20MHz信道中分配的一个STA来传送PHY报头，并且被选择传送PHY报头的STA将在20MHz信道带宽而非仅仅在分配给STA的资源中传送PHY报头。

c.AP分配一群STA来使用每个20MHz信道中的介质，即，资源分配是一个或多个20MHz，然而，该STA不被允许使用介质达整个OFDMA历时(STA被信令通知STA可以使用介质的起始时间以及时间量)。可以通过发信令通知STA的序列号来隐式地发信令通知起始时间，即，如果序列号是3，则起始时间将是具有序列号1和序列号2的STA被允许使用同一信道(分配给该STA的信道)的介质时间的总和。取代20MHz信道，信令可被用于整个BSS信道带宽(即，所有STA都被要求在整个BSS中进行传送)或者20MHz带宽的倍数。

在以上讨论的各种实施例中，“STA”设备通常是具有内置WiFi和/或蓝牙收发器功能(诸如在来自制造商的芯片组和相关联固件中提供的那些功能)的任何便携式设备(例如，iPhone或类似的智能电话、iPad或类似的平板式计算机、智能手表、膝上型计算机或笔记本计算机等)。本领域技术人员在被本发明的示例教导之后将能够通过适配此类芯片组和/或固件来实现本发明的STA功能性。

在以上讨论的各种实施例中，“AP”设备是自立设备(例如类似于有线接入点的设备)、具有集成的AP功能性的***设备(例如显示屏幕)，或者其可以是可允许STA通过有线连接或无线地(例如WiFi直连)连接到它的设备(诸如膝上型计算机/台式机计算机)。

在一些实施例中，AP功能性由来自制造商的芯片组和相关联固件来实现。本领域技术人员在被本发明的示例教导之后将能够通过适配此类芯片组和/或固件来实现本发明的原理。

解决以上讨论的问题以及各种其他问题的本发明将在以下结合与各标准(诸如IEEE 802.11的那些标准)兼容的实施例来描述。然而，本发明并不限于这些实施例，并且本发明的原理可以被扩展到使用其他标准的应用或专用应用，或者在介质上进行传送之前主要使用介质感测的其它无线环境，诸如蓝牙、Zigbee。

另外，本发明的实施例可包括或使用如图2中所描绘的帧结构的修改版本，以供支持较低等待时间的操作，同时保持例如与IEEE标准802.16-2009规范帧结构的后向兼容性。例如，如图2所描绘的帧结构可在下一代移动WiMAX***和设备(例如，包括IEEE 802.16m标准)中使用。在某些实施例中，帧200结构或其部分对旧式终端(例如，其根据移动WiMAX简档和IEEE标准802.16-2009操作)可以是透明的，并且可仅用于BS、订户站、和/或MS(其都基于IEEE 802.16m标准来操作)之间的通信。

本发明还适用于MIMO无线网络并且适用于在AP和STA处存在多个天线的网络。可以使用多个天线来获得分集增益和/或空间复用增益。MIMO OFDMA***可以利用信号的频率、空间、以及时间维度。如此，可以利用本发明来解决在存在多个天线***的情况下可如何执行OFDMA传输。例如，OFDMA帧可被用于指示对每空间流的不同调制和编码方案的支持。另外，如以上所讨论的，本发明可被用于在不同的空间流上发信令通知介质时间的分配。

附加地，本发明还适用于全双工***，即其中该***能够同时进行发送和接收。OFDMA帧格式可在传送和接收两者中使用。例如，可以存在两个独立或相关的OFDMA帧以用于全双工传输。

尽管本发明已参照其优选实施例进行了具体描述，但本领域普通技术人员将容易明白，可作出形式和细节上的改变和修改而不会脱离本发明的精神和范围。所附权利要求旨在涵盖此类改变和修改。

Claims (28)

1.一种用于增大无线网络中的无线设备和***的吞吐量的方法，包括：

从所述无线网络中的一个无线设备(AP)向所述无线网络中的其他无线设备(STA)传送一个或多个信令帧，其中所述一个或多个信令帧包含用于数据传输的信道分配信息以及对于所述AP与所述STA之间的确收帧的要求；

在传送所述一个或多个信令帧之后，根据包含在所述一个或多个信令帧中的所述分配信息来从所述AP向所述STA传送数据；以及

基于所述一个或多个信令帧来从所述STA中的至少一个STA向所述AP传送确收帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线网络是基于OFDMA的。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信令帧包含由以下各项组成的组中的一个或多个信息片段：从所述STA向所述AP发送ACK/NACK还是或BA帧、OFDMA分配中的STA数目、当前OFDMA突发的历时、下一OFDMA突发的历时、当前OFDMA突发是否是最后OFDMA突发、分配方向、所述BA帧的调制和编码方案、以及用于上行链路和下行链路传输的信道分配。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信道分配包括由以下各项组成的组中的一个或多个信息片段：已经被分配了用于数据传输的上行链路(UL)UL和/或下行链路(DL)带宽的STA的关联ID、针对所述STA的DL和/或UL分配是否相同、所分配的预定带宽的信道数目、以及所分配的预定带宽的完整信道的片断。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定带宽是20MHz。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将不同的信令帧用于不同的STA。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述不同的信令帧在不同的OFDMA突发中被传送。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述STA中的至少一个STA被配置成向所述AP仅传送ACK帧。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述STA中的至少一个STA被配置成向所述AP传送BA帧。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信令帧中的至少一个信令帧在单独的MAC协议帧中被传送。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，至少一个信令帧的内容被包括在MAC帧的物理层报头部分中。

12.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传送数据进一步包括传送OFDMA突发。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述传送数据进一步包括：所述AP在传送前置码之后立即以OFDM格式来首先传送所述一个或多个信令帧的内容，其中所述OFDMA传输进一步包括根据所述一个或多个信令帧的内容的以每个STA为目的地的数据。

14.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在STA被调度成接收数据但是在所述数据传输期间没有正确地接收到所述数据时，所述STA根据所述一个或多个信令帧向所述AP发送确收帧。

15.一种用于增大无线网络中的无线设备和***的吞吐量的方法，包括：

从所述无线网络中的一个无线设备(AP)向所述无线网络中的其他无线设备(STA)传送一个或多个信令帧，其中所述一个或多个信令帧包含用于传输的信道分配信息以及对于所述AP与所述STA之间的确收帧的要求；

在传送所述一个或多个信令帧之后，根据包含在所述一个或多个信令帧中的所述分配信息来从所述STA向所述AP传送数据；以及

基于所述一个或多个信令帧来从所述AP向所述STA中的至少一个STA传送确收帧。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述无线网络是基于OFDMA的。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信令帧包含由以下各项组成的组中的一个或多个信息片段：从所述STA向所述AP发送ACK/NACK帧还是BA帧、OFDMA分配中的STA数目、当前OFDMA突发的历时、下一OFDMA突发的历时、当前OFDMA突发是否是最后OFDMA突发、分配方向、所述BA帧的调制和编码方案、以及用于上行链路和下行链路传输的信道分配。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述信道分配包括由以下各项组成的组中的一个或多个信息片段：已经被分配了用于数据传输的上行链路(UL)和下行链路(DL)带宽的STA的关联ID、针对所述STA的DL和UL分配是否相同、所分配的预定带宽的信道数目、以及所分配的预定带宽的完整信道的片断。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述预定带宽是20MHz。

20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将不同的信令帧用于不同的STA。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述信令帧在不同的OFDMA突发中被传送。

22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述STA中的至少一个STA被配置成向所述AP仅传送ACK帧。

23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述STA中的至少一个STA被配置成向所述AP传送BA帧。

24.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信令帧中的至少一个信令帧在单独的MAC协议帧中被传送。

25.如权利要求15所述的方法，其特征在于，至少一个信令帧的内容被包括在MAC帧的物理层报头部分中。

26.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述传送数据进一步包括传送OFDMA突发。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述传送数据进一步包括：所述AP在传送前置码之后立即以OFDM格式来首先传送所述一个或多个信令帧的内容，其中所述OFDMA传输进一步包括根据所述一个或多个信令帧的内容的以每个STA为目的地的数据。

28.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在STA被调度成接收数据但是在所述数据传输期间没有正确地接收到所述数据时，所述STA根据所述一个或多个信令帧向所述AP发送确收帧。