CN1951070A

CN1951070A - 用于ieee802.11n的具有不同数据速率的多接收机聚合（mra）

Info

Publication number: CN1951070A
Application number: CNA2005800149388A
Authority: CN
Inventors: B·奥塔尔; J·哈贝塔; F·达尔马泽斯; P·C·李; M·高希
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-04-18
Also published as: CN1954553A

Abstract

用于传输分组聚合的方法、帧定义(300，400，500，700，800，1000，1200，1300，1400)和***，所述分组聚合包括预定用于一个或几个接收机的、并且在一个或几个不同物理(PHY)速率下传输的多个介质访问控制(MAC)协议单元(MPDU)或PLCP(物理层会聚协议)协议数据单元(PPDU)。在本发明的某些方面中，前同步、中间同步(415.i，515.i，715.i，815.i，1015.i，1215.i，1315.i)相应地在每个MPDU或PPDU中间或多个MPDU或PPDU之间被传送，以允许接收机设备进入睡眠模式并且在聚合或分组突发期间醒来。而且，在聚合/分组突发的开端传送信息，其允许设备推断出MPDU/PPDU或多个MPDU/PPDU在聚合中的位置。MPDU或PPDU被编组以便使能接收机设备的高效睡眠时间。接收设备解码在聚合/突发的开端的信息，进入到睡眠模式并且在它们的分组必须被接收之前不久醒来。

Description

用于IEEE 802.11N的具有不同数据速率的多接收机聚合(MRA)

本发明涉及被设计来供一种数据传输形式使用的装置和处理过程，该种数据传输形式利用具有多个分组的聚合数据帧。更具体地，本发明涉及多MCS(调制和编码方案)和接收机聚合(MMRA)数据传输以及功率节省。

当前的无线***，比如工作在被称为IEEE 802.11的访问协议下的LAN，其物理层具有几种不同的关于调制和编码的选项。假定分组错误率小于给定的阈值，则对这些选项的选择通常由最大数据速率确定。

例如，当前的IEEE 802.11规范的任务组N正在开发用于高数据速率WLAN的新的物理(PHY)和介质访问控制(MAC)规范。几个工业团体当前正在准备给任务组N的建议，包括工业协会TGn Sync。TGnSync的当前规范不考虑多接收机聚合(MRA)中的不同数据速率。例如，最远的接收机典型地可能具有最慢的吞吐量，其可以造成试图传送或接收数据的其它节点/设备的重大延迟，这进而又增加了功率消耗。特别地，如果打算送给不同接收机的分组被聚合到一个聚合(aggregate)或突发中并且必须以同一MCS进行传送，则其中的某些接收机经受比它们实际能支持的数据速率更小的数据速率，导致了介质的低效率的使用。原因是单一速率聚合必须以所有有关接收机中具有最差无线链路的接收机仍可以解码的数据速率来进行传送。这个数据速率通常比具有较好无线链路的接收机仍可以解码的数据速率小得多。这些较好的无线链路因此没有被单一速率聚合方案最佳地使用。

现有技术水平的分组聚合方案的另一个问题在于，在聚合期间不可能有功率节省。因为聚合可以变得很长，各站必须长时间保持唤醒，这消耗了电池的电能。为什么不可能有功率节省的原因在于，接收机要么确实不知道它们是否将在聚合期间接收分组(并且因此必须保持唤醒以便检查聚合中的每个分组)，要么因为它们知道它们将接收分组、但是不知道分组将在聚合中的哪个位置到达。因为在接收机的睡眠阶段期间它们将解除与时间参考的同步以及与信道状态的同步，所以即使接收机知道它们的分组在聚合中的位置，它们在这些分组开始之前也不能进入睡眠模式。

因此，在本技术领域中，需要提供使能由处于不同PHY速率下的不同用户接收的、并且考虑了接收站处的有效功率节省的分组聚合。然而，此项需要必须对于服务质量(QoS)参数的适当考虑来处理，这些服务质量参数不仅包括带宽(吞吐量)，而且包括延迟、延迟抖动和分组丢失率以及电池寿命。

发明内容

当前要求的本发明提供了一种方法、***和装置，用于提供多个MAC协议数据单元MPDU给一组不同的接收机。这些MPDU要么被聚合到单个PLCP(物理层会聚协议)协议分组数据单元(PPDU)中，要么被聚合到一个PPDU突发中。该方案支持各个MPDU以不同的PHY速率来递送，具有在接收机设备处执行有效的功率节省方案的潜在能力。本发明的一个关键特征在于，在聚合的开端，通知该聚合的预定接收机的标识符(象例如MAC地址)以及在该聚合内MPDU或PPDU的位置。而且，还通知了用以传输MPDU或PPDU的不同的MCS/数据速率。另一个关键特征在于，在MPDU之间包括前同步或中间同步，目的是允许接收站进入睡眠模式并且后来依靠前/中间同步来重新同步和最终重新估评信道。

附图简述

图1示出了具有多个设备和其不同的PHY传输速率的***。

图2示出了根据现有技术的典型PPDU。

图3示出了根据本发明如何改变典型的PPDU。

图4示出了聚合信息结构的第一变例。

图5示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第二变例。

图6示出了根据图4和图5所示的聚合结构的第一和第二变例的活动/睡眠阶段。

图7示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第三变例。

图8示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第四变例。

图9示出了根据图7和图8所示的聚合信息的第三和第四变例的活动/睡眠阶段。

图10示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第五变例。

图11示出了根据图10所示的聚合信息的第五变例的活动/睡眠阶段。

图12示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第六变例。

图13示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第七变例。

图14示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第八变例。

图15示出了根据图13和图14所示的聚合信息的第七和第八变例的活动/睡眠阶段。

图16示出了根据本发明另一个方面的聚合信息结构的第九变例。

图17示出了根据图13和图14所示的聚合信息的第九变例的活动/睡眠阶段。

图18示出了聚合信息结构如何在MPDU或PPDU的突发中进行传送。

具体实施例

本领域的普通技术人员将理解，下面的描述是为了示例的目的而不是限制的目的而提供的。技术人员将理解在本发明的精神内和所附权利要求的范围内有许多变例。当前的描述中可省略已知功能和操作的不必要的细节，以免遮掩本发明的更精细的要点。

图1A示出了根据本发明的用于传输多速率聚合分组的***的一个典型例子。此外要强调，典型的***将比所示出的***复杂的多、并且可包括以有线或无线方式进行通信的众多不同设备。图1A中所示的***包括多个节点112、113、114和设备115。所述多个节点中的至少一个适合于根据本发明接收包括一个分组聚合的PPDU 125。

而且，所述多个节点112、113、114中的一个节点114可以具有不同于其它节点的PHY传输速率。还应注意，所述多个节点112、113、114中的至少一个(典型地为多个)节点适合于接收包括处于不同传输速率127、128、129的分组聚合的超帧PPDU 125。因此，一系列具有不同传输速率的不同节点可以根据本发明而用最大化它们的效率的速率来使用PPDU。

此外，应当注意，所述多个节点112、113、114中的至少一个节点可以包括传统设备112，其根据介质访问控制(MAC)协议传送和接收非聚合的分组帧。

与单一速率聚合相比，根据本发明的多速率聚合的一个优点在于，所有的分组可以以对于各个接收机和其服务质量要求来说是最佳的数据速率来传送。对于单一速率聚合和图1A中的情景，整个分组将必须以6Mbps的速率来传送，因为节点114不能以更高数据速率去接收来自各个发送机的数据。对于本发明来说，图1A中的分组可以在同一聚合中以6Mbps、54Mbps和108Mbps来传送。

图1A中所示的WLAN 100内的每个节点112、113、114可以包括一个***，该***包括图1B中示出的体系结构。如图所示，每个节点112、113、114可以包括一个耦合到接收机152上的天线156，其通过无线介质160进行通信。节点112、113、114每个还包括处理器153和PPDU处理模块154。例如，在节点中处理器153被配置成从接收机152接收包括PPDU的帧，并使用PPDU处理模块154来处理该PPDU以确定例如是否分组正在等待被传送到该节点，并且处理器153安排为是醒来的以接收这些分组并将它们存储在作为存储器158一部分的至少一个缓冲器中。存储器另外存储有关要从每个发送机节点接收的分组的传输类型和数量的信息。在节点112、113、114中，处理器153还被配置成使用PPDU处理模块154来发送聚合的/分组突发。

图2示出了TGn Sync协会所讨论的802.11n的潜在的PPDU格式。应当注意，PPDU格式被选择用于说明性目的，并且本发明并非限制于TGn Sync的特定的PPDU格式。在图2中，包括了传统的短训练字段(L-STF)201、传统的长训练字段(L-LTF)202和传统的信号字段(L-SIG)203，用于与传统的802.11设备向后兼容。在40MHz传输的情况下，这些字段使用40MHz信道的两个半信道上的20MHz的带宽进行传送，由此在一半带宽上的字段相对于另一半带宽相位旋转。这些传统的字段后面跟随高吞吐量信号字段(HT-SIG)204，该字段在40MHz传输的情况下也在两个20MHz信道上被传送。图2中还示出了HT-SIG的子字段。对于本发明来说，HT-SIG 204很重要，因为它在本发明的大多数实施例中被修改成包括多MCS和接收机聚合信息。在HT-SIG之后，(在40MHz传输的情况下以40MHz模式)传送高吞吐量短训练字段(HT-STF)205以用于自动增益控制(AGC)的目的。这个字段后面跟随多个高吞吐量长训练字段(HT-LTF)206，其用于多入多出(MIMO)信道估计以及频率或时间同步。HT-LTF的数量等于分别地传送流的天线的数量。这些不同的字段在本发明中并未详细地加以描述，而是仅用作PHY报头的结构可能是什么样子的一个示例。PHY报头后面跟随PSDU-DATA 207，其包含称作MPDU(MAC协议数据单元)的介质访问控制(MAC)层的协议数据单元。

图3示出了多MCS和接收机聚合(MMRA)信息可以被如何包括在图2的示例性PPDU结构中。HT-SIG可以被扩展成包括具有全部相关的MMRA信息的MMRA部分。这个MMRA部分中的信息是本发明的关键特征之一。然而，MMRA部分/信息的位置可以根据本发明加以改变。这在本发明的下面的一些实施例中示出。在图3中，MMRA部分是PPDU的PHY报头的一部分。它也可以在MAC等级上作为PPDU的PSDU-DATA部分中的MPDU来传送。另一个可选实施例是，在几个PPDU的突发或聚合的情况下MMRA部分作为一个单独PPDU来传送。在这后两种情况下，PHY报头中的MMRA部分将具有零长度，相应地将不存在。

在图3中，HT-SIG还包含一个附加比特来用信号通知数据传输的MMRA类型。如果MMRA部分以可变MCS(其可以例如是PPDU的PSDU-DATA部分的所有MCS中的最鲁棒(robust)的MCS)进行传送，那么HT-SIG还包含如图3所示的MMRA部分的MCS码。该MCS码不必在HT-SIG的附加字段中进行传送，因为现有的RATE字段可以用于该目的。

不管是否MMRA部分在PHY报头、MAC报头中作为MPDU或作为PPDU来传送，都有必要在其余的PSDU-DATA部分即各个其它的PPDU之前传送MMRA部分。原因在于，根据本发明，MMRA部分起到了如下作用，即虑及在预定接收机处以及PPDU的所有其它接收机处的有效功率节省。还有可能将部分MMRA信息放在PHY层内的MMRA部分中，以及将部分信息放在MAC层中，正如将在本发明的不同方面所示的。MMRA信息的这两个不同部分将不表示PHY部分和MAC部分，而表示MAC的MRAD和PHY的HT-SIG的MMRA部分。MRAD代表多接收机聚合描述符，并且它是TGn Sync定义的一个术语。我们重新使用这个名词用于我们的目的。

为了允许该功率节省方案，MMRA信息包括PPDU的预定接收机的站标识符(STA-ID)，以及在单个PPDU情况下MPDU在PSDU-DATA部分中的位置，在PPDU聚合的情况下的各个PPDU位置。通过解码MMRA部分，接收机可以推断出在单个PPDU的情况下是否在PSDU-DATA部分中包括有用于其的DATA，在PPDU聚合的情况下是否在各个后随的PPDU中包括有用于其的DATA。如果一个站未被提到要作为PPDU的预定接收机，那么对于整个其余的PPDU来说它可以进入睡眠模式。如果一个站被提到要作为预定接收机，那么位置信息允许该接收机推断出在单个PPDU的情况下在PSDU-DATA部分期间它必须何时醒来，在PPDU聚合的情况下在各个后随的PPDU期间它必须何时醒来。

通过对于特定的接收机给出预定用于该接收机的MPDU或PPDU的起点相对于预定义位置的偏移量，可以用信号通知所述位置。这个预定义位置可以例如是(第一)PPDU的起点或PSDU-DATA部分的起点。

用信号通知位置的一种可选方式可以是，把预定用于特定接收机的MPDU或PPDU的长度包括进来。这将向接收机给出更详细的信息，因为它将知道预期会有多少数据。另一方面，一个站将必须计算所有在前的长度字段的长度总和以得出它的MPDU或PPDU的起点。下面我们将一直引用长度/偏移量来暗指用信号通知位置信息的两种可能方式。

除了MMRA信息之外，本发明的另一关键特征是在PPDU的PSDU-DATA部分内包括前同步，其因此也可以被称作中间同步。中间同步的目的是允许接收机在聚合期间从睡眠模式醒来之后与PPDU重新同步和最终还重新估评信道。这是本发明的功率节省方案所需要的，其允许接收机进入睡眠模式直到它们的MPDU的起点或者它们的MCS聚合的开端(见下面：MCS聚合是以同一MCS传送的PPDU内的一组MPDU)。

在PPDU聚合的情况下不需要附加的前同步，因为PPDU已经用前同步开始。然而，为了节省开销，对于PPDU聚合内的PPDU来说，PPDU前同步可以省略。在这种情况下，在聚合内的接收机应当有可能醒来的位置处，将再次需要附加的前同步/中间同步。

在功率节省效率和由于中间同步而导致的开销之间而存在着折衷。***的中间同步越多，可能的醒来点的粒度(granularity)越细微，并且因此功率节省方案的效率越高。另一方面，中间同步越多，开销越高并且数据吞吐量越低。根据本发明，中间同步要么每当接收机改变的时候***，要么每当速率/MCS改变的时候***。在多数情况下，几个接收机的MPDU或PPDU将以同一MCS进行传送。因此，每当MCS改变的时候***一个中间同步，导致了每个聚合有更少的中间同步，但也导致了比通过为每个接收机***一个中间同步更低效率的功率节省。每当MCS改变的时候包括进来一个中间同步，可以被视作在功率节省效率和开销之间的折衷。利用这个解决办法，该方案还可以有益于PPDU聚合，因为PPDU的前同步可以被省略，且只在每当MCS改变的时候才被包括在所述PPDU聚合内。

在下面的某些实施例/方面中，当速率改变的时候***前同步/中间同步，而在另外一些实施例/方面中当接收机改变的时候***前同步/中间同步。在所有图中示出了MPDU聚合，因为具有PPDU聚合的方案的用法将是相似的，MMRA部分在第一PPDU中被传送。

前同步/中间同步的结构取决于，其目的仅是相应地进行时间和频率调整、重新同步，还是也需要一个新的信道估计。在第一种情况下，前同步仅必须包括较短的训练字段，而在后一种情况下还必须包括长训练字段。在标准IEEE 802.11n的情况下，取决于前同步/中间同步的目的，这可以导致在4us到20us范围内的前同步。

图4示出了在本发明的第一方面情况下用于一组示例性五个设备的MMRA部分405和PSDU-DATA 455的结构，其中的两个设备用调制/编码方案(MCS)1进行传输，另两个用MCS2进行传输，以及第三个用不同的MCS3进行传输。为了简化起见，在此例子中假定每个设备仅发送一个MPDU。每设备的多MPDU传输显然是可能的。MMRA部分以长度字段401开始，因为该MMRA部分可以有可变长度。而且，根据这个第一方面，例如属于HT-SIG的MMRA部分对于设备(STA)的每个“j”来说包含下面的聚合信息：

●接收机(STA)标识符(例如MAC地址或协会标识符)402.j.1；

●这个MPDU的MCS 402.j.2；以及

●PDU长度或偏移量(以字节、码元或时间单位的数量给定)402.j.3。

这样的一组三个字段称作一个“元组(tuple)”，因为它是相同字段的一个重复编组，每个MPDU一个元组。每个MPDU包含MAC报头和有效载荷。MAC报头中的接收机地址(RA)是与在MMRA部分的“STAID”字段402.j.1中出现的MAC地址相同的MAC地址。跟在MPDU后面的前同步415.j由接收设备使用来以想要的数据速率(在MMRA部分的MCS字段中指示的)进行同步和解映射(demap)后随的MPDU 425.j。

利用本发明的此第一方面，存在有可以包含同一STA ID的多个元组。具有同一STA ID的多个元组导致一个特定设备接收这个聚合PSDU中的多个MPDU。去往一个设备的MPDU可以进一步被安排成彼此相邻以便提高接收机处的功率节省。

如图5中所示，本发明的第二方面与本发明的第一方面关于元组的功能有所不同。在第三方面中，MMRA部分中的元组对于同一目标设备来说可以涉及多个MPDU。元组中包括一个附加的字段502.i.2，其指示各个目标设备的MPDU的数量。MPDU和元组的各个片段可能有或者可能没有同样的大小，因为长度字段指示这个目标设备的所有MPDU的总长度。如果使用了偏移量而不是MPDU的长度，那么去往某一接收机的所有MPDU的起点或终点被用信号通知。该偏移量可以分别以字节、符号或时间为单位来进行定义。

关于本发明的第一和第二方面的上述字段，这些字段对于一个STA来说足够用于计算何时它应当开始接收数据以及接收多长时间。本发明的一个优点在于，当STA不必接收任何数据时STA可以决定执行功率节省方案。

图6示出了在图4和5中用作例子的五个设备(STA1至STA6)处的睡眠-唤醒周期，以举例说明在用不同的接收机接收典型的聚合PPDU期间本发明的第一和第二方面，以及示出了第六设备STA6的睡眠模式，该设备未被提到要作为PPDU中的接收机。这个STA6可以在整个帧传输期间保持睡眠模式，因为MMRA部分包含这个PPDU的接收STA的STA标识符。可以看出，STA6在整个PPDU中保持在低电平(指示睡眠)。

第一和第二方面的优点包括：

1.在具有不同MCS的MPDU之间没有帧间间隔(IFS)与补偿(backoff)(如果传输功率在聚合期间改变的话，可能必须包括IFS)；

2.STA的有效功率节省；

3.在STA处知晓它可以接收这个聚合PPDU中的MPDU；

4.MPDU可以被以不同的PHY速率递送到每个STA；

5.介质的有效使用；以及

6.不需要MPDU分隔符。

第二方面的缺点包括：

1.PHY需要具有关于设备的MAC地址的知识(如果MMRA部分作为PHY报头中的HT SIG的一部分来传输的话)；

2.PHY需要知道MPDU边界，因为聚合不再是纯粹的MAC功能；

以及

3.需要和存在的MPDU一样多的前同步/中间同步。

在图7中，示出了用于本发明的第三方面的MMRA部分和PSDU-DATA的、包括了帧格式的例子。类似于前面的例子，示出了五个设备，其中的两个用MCS1进行传输，另两个用MCS2进行传输，以及第三个用不同的MCS3进行传输。将本发明的这个第三方面与例如本发明的第二方面区别开的一个不同之处在于，使用同一MCS的MPDU被编组。除了MMRA部分701的总长度之外，以下的聚合信息被包括在用于具有同一MCS的每组接收STA的MMRA部分中：

●用于具有同一MCS(MCS聚合)的一组STA的MCS 702.i.1；

●具有同一MCS的所有聚合的长度或偏移量702.i.2；

●接收机数量(指示包含设备的STA标识符的下一个子字段有多大)702.i.3；以及

●STA标识符列表702.i.j，j≥0。

类似于前面所举例说明的例子，PSDU包含所有的MPDU(MAC报头+有效载荷)并且给它们附加一个MPDU_Delimiter(MPDU分隔符)(长度和CRC)，目的是分隔MPDU以及任选地也指示下一个MPDU的长度。MPDU分隔符可以例如包含后随的MPDU的长度、循环冗余校验(CRC)和以及独特的图案(未示出)。

与前面所示的本发明的方面相比，在第三方面中前同步/中间同步仅用于分隔不同MCS的聚合。应当注意，在本发明的提到的所有方面中，可以在前同步/中间同步之前***一个帧间间隔(IFS)。如果聚合内的传输功率被改变，那么例如会需要帧间间隔。同样速率的两个MPDU将仅使用一个MPDU_Delimiter来分隔，然而不同速率下的下一个MPDU前面将是一个前同步/中间同步，用于在睡眠-唤醒阶段之后的同步以及最终还要用于信道估计的目的。同样速率的MPDU之间的PDU分隔符的使用不是必定需要的，而是可以作为任选项来考虑。跟在MPDU(具有同一MCS)聚合之后的前同步可以由接收设备使用来同步和解映射在想要的数据速率(在MMRA部分的MCS字段中被指示)下的后随的MPDU。

图8示出了本发明的第四方面的MMRA部分和PSDU-DATA帧格式，其使用了前面的五个站的例子，其中的两个用MCS1进行传输，另两个用MCS2进行传输，以及第三个用不同的MCS3进行传输。与本发明的第三方面的不同之处在于，在第四方面中，长度或偏移量不是按每个MCS聚合给出的，而是以更具体的按每个接收站的方式给出的。如在第三方面中，每当MCS改变时将前同步/中间同步包括进来。

图9示出了根据本发明的第三和第四方面的、在接收典型的聚合PPDU期间在五个站(STA1-STA5)处的睡眠-唤醒周期，以及STA6的睡眠模式，STA6未作为接收机列出。由于MMRA部分包含这个PPDU的接收STA的STA标识符，所以这个STA6可以在整个帧传输期间保持睡眠模式。在MMRA部分中作为接收机列出的站可以进入睡眠模式，直到其MCS聚合的开始。一个MCS聚合是以同一MCS来传送的一组MPDU。这可以意味着一个站必须在其自身的MPDU被接收之前的某个时刻醒来。然而，这是必需的，因为该站必须在处于其MCS聚合前面的前同步/中间同步之前醒来。

第三和第四方面的优点包括：

1.在具有不同MCS的MSDU之间没有IFS(在恒定功率的情况下)以及没有补偿；

2.STA的有效功率节省；

3.在STA处知晓它可以接收这个PPDU中的MPDU；

4.MPDU可以被以不同的PHY速率递送到每个STA；

5.介质的有效使用；以及

6.需要较少数量的前同步/中间同步以分隔具有不同数据速率的MPDU。

第三方面的缺点包括：

2.PHY需要知道不同数据速率聚合的边界，因为聚合不再是纯粹的MAC功能；

3.需要和存在的MCS聚合一样多的前同步/中间同步；以及

4.比第一和第二方面低的功率节省效率。

在本发明的前四个方面的情况下，MMRA部分包含了全部的MMRA信息，并且要么在单个PPDU的情况下作为PHY报头的一部分被包括进来，要么在PPDU突发的情况下被包括在单独的PPDU内。然而，MMRA信息还可以在PHY和MAC层之间被***，如前面所提到的。图10示出了本发明的第五方面的MMRA部分和PSDU-IDATA帧格式，其中MMRA信息在PHY和MAC层之间被***。我们再次使用前面的五个设备的例子，其中的两个用MCS1进行传输，另两个用MCS2进行传输，以及第三个用不同的MCS3进行传输。在这种情况下，作为PHY层中的HT-SIG的一部分的MMRA部分，除了其自身的总长度1001之外，只包含了PHY层为了解码该分组所需要的这样的信息，其对于每个MCS聚合“i”来说是：

●用于具有同一MCS(MCS聚合)的这组STA的MCS 1002.i.1；

以及

●MCS聚合“i”的长度或偏移量1002.i.2。

如图10所示，关于接收机的详细信息未包含在MMRA部分，而是包含在附加的MPDU中的PSDU-DATA内，其根据TG Sync规范的命名法被称作MRAD(多接收机聚合描述符)。这个MPDU包含STA ID，例如象其MPDU被包括在后随的MCS聚合中的所有站的MAC地址(或压缩版本)。如果使用了短STA ID，例如象协会标识符，则在MRAD中还可以包括基本业务集标识符(BSS-ID)。类似于本发明的第三和第四方面，前同步/中间同步被用于分隔不同MCS的聚合。

任选地，MRAD还可以包含用于这个MAC地址的MPDU的数量和/或预定用于各个接收机的所有MPDU的长度或偏移量。这后面一个任选信息是有用的，目的是让预定接收机仅在它们自己的MPDU被传送时醒来。有与MCS组同样多的MRAD MPDU。

图11示出了根据本发明的第五方面的、在接收典型的聚合PPDU期间在五个设备(STA1-STA5)处的睡眠-唤醒周期，以及STA6的睡眠模式，STA6未作为接收机列出。对比于前面所讨论的本发明的方面，STA6必须在每个MCS聚合1101的一开始醒来，与前同步/中间同步相同步以及解码MRAD MPDU，以便检查是否它的ID被提到作为接收机。只有当该STA未被作为接收机列出时，它才可以返回睡眠模式。

第五方面的优点包括：

1.在具有不同MCS的MSDU之间没有IFS(在恒定功率的情况下)和补偿；

2.STA的有效功率节省；

3.在STA处知晓它可以接收这个超PPDU中的MPDU；

4.MSDU可以被以不同的PHY速率递送到每个STA；

5.介质的有效使用；

6.需要较少数量的前同步/中间同步以分隔具有不同数据速率的MPDU；

7.不需要发送HT-SIG2中的所有MAC地址；以及

8.较少的PHY开销。

第三方面的缺点包括：

1.PHY需要知道不同数据速率聚合的边界，因为聚合不再是纯粹的MAC功能；

2.需要和存在的聚合一样多的前同步/中间同步；

3.比第一和第二方面低的功率节省效率；以及

4.对于在聚合中未牵涉到的设备来说功率节省不是最佳的。

图12示出了本发明的以上方面的一个修改。在本发明的第六方面中，关于接收机的详细信息再次被包含在MMRA部分，而保留了本发明的第五方面的PSDU-DATA帧格式。通过这种方式，本发明的第六方面正好具有象图11中一样的睡眠-唤醒周期，但未作为接收机列出的STA6可以在整个帧传输期间保持在睡眠模式中，因为MMRA部分包含这个PSDU的接收STA的STA标识符。

图13描述了本方面的第七方面，其区别于图10中第五方面的地方在于如下方式，即MRAD信息并未包括在每个MCS聚合的开端的几个MRAD中，而是替代地被合并到超MRAD 1309中。这个超MRAD可以例如是一个单独的MPDU或PPDU，它包含这个聚合的接收机的数量1309.1以及其MPDU或PPDU被包括在该聚合中的每个站的STA标识符(例如象MAC地址)1309.2。任选地，MRAD还可以包含预定用于各个地址的所有MPDU或PPDU的长度或偏移量1309.3。这个信息是有用的，用来让预定接收机仅在其中传送它们自己的MPDU或PPDU的子聚合的开端处醒来。为此目的，前同步/中间同步再次用于分隔不同MCS的聚合。

图14示出了本发明的第八方面，其中超MRAD不仅包括连同各个MPDU或PPDU的偏移量或长度一起的STA标识符，而且还包括关于调制和编码方案(MCS)的信息。这个方面可以被视作极端的解决方案，其中所有信息都被包括在MAC等级上，并且该解决方案的相反的一面是其中所有信息都被包括在PHY报头中。

图15示出了根据本发明的第七和第八方面的、在接收典型的聚合PSDU期间在五个站(STA1-STA5)处的睡眠-唤醒周期，以及STA6的睡眠模式，STA6未作为接收机列出。这两个解决方案解决了在本发明的第五方面中出现的、STA6必须在每个MCS聚合的一开始时醒来的问题。在这种情况下，STA6对于超MRAD后面的其余PPDU来说可以进入睡眠模式，因为超MRAD包含这个PPDU的接收STA的STA标识符。

在图16中，示出了MMRA部分和PSDU DATA帧格式以举例说明本发明的第九方面，其使用了前面所分配数量的五个站，其中两个用MCS1进行传输，另两个用MCS2进行传输，以及第三个用不同的MCS3进行传输。

●关于接收机的详细信息包含在附加的超MRAD MPDU 1609内的PSDU-DATA中。这个超MRAD MPDU包含：

●接收机的数量1609.1；

●这个MCS的接收机的MAC地址1609.2；以及

●在每个接收机MAC地址后面：各个接收机的MPDU的长度或偏移量1609.3。

与前面所举例说明的本发明的方面相比，MPDU或MCS聚合都不用前同步进行分隔。根据硬件能力，可以出现两种不同的状况：要么MPDU分隔符足够用于在醒来后与MCS聚合同步，要么在整个PPDU期间可能无睡眠。为了向那些能够利用长度信息的设备提供必要的长度信息，对于每个MCS“i”来说可以在MMRA部分中包括MCS和长度或偏移量：

●具有同一MCS(MCS聚合)的一组STA的MCS 1602.i.1

●各个MCS聚合的长度或偏移量1602.i.2

如果这个信息未被包括在MMRA部分，那么超MRAD MPDU必须包括MCS码、以及必须包括和PPDU中的不同MCS一样多的超MRAD。然而，这里假定该信息被包括在MMRA部分字段中。

图17示出了根据本发明的第九方面的、在接收典型的聚合PPDU期间在五个站(STA1-STA5)处的睡眠-唤醒周期，以及STA6的睡眠模式，STA6未作为接收机列出。在这个图中，假定MPDU分隔符足够用于在醒来后与MCS聚合同步。然而，对于第九方面来说，由于缺乏前同步/中间同步，所以很可能无重新同步以及无功率节省。

可以对本发明做出各种修改，而不背离本发明的精神和所附权利要求的范围。例如，具有多个聚合分组的超帧根据需要或喜好可以具有所示之外的不同的报头安排。聚合信息可以被包括在物理层等级上(在PHY报头中)或MAC层等级上(例如在单独的MPDU中)或在单独的PPDU内。利用本发明，MPDU和PPDU聚合也都是可能的。所介绍的各方面的任何变化因此都落在本发明的精神内。***可以使用许多不同类型的节点，并且传输可以是有线的或无线的。还可以使用802.11之外的协议，只要它们适合于接受分组聚合。

图18示出了如果不同的MPDU不在单个的PPDU内发送而是例如作为多MPDU或PPDU的突发来发送的话，必须如何解释以上的实施例。基本思想仍旧适用。每个PPDU具有自己的前同步，然而为了节省开销这在某些实施例中可以被改变成仅在不同MCS的PPDU之间包括前同步。在图19中，PPDU的某些部分例如象PLCP报头并未明确地示出，目的是能够使用同样的图来举例说明MPDU或PPDU突发的聚合。在图18中还示出了帧间间隔可以被***在一个聚合/突发内而不改变实施例的基本结构。帧间间隔可以例如在功率电平改变的情况下被***。最后，强调本发明的聚合方案可以应用到分段的或非分段的MAC业务数据单元(MSDU)。

虽然已经示出并描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员将理解：就象例如对于PPDU和MPDU所指出的以上各种格式那样，这里所描述的设备体系结构和方法是说明性的，并且可以做出各种变化和修改，并且等价物可以替代其中的部件，而不会背离本发明的实际范围。另外，可以做出各种修改以使本发明的教导适应于特定的情形而不背离其主要范围。因此，打算使本发明不受限于作为预期用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明包括落在所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims

1.一种多个介质访问控制(MAC)协议数据单元(MPDU)(425i)的聚合传输的方法，包括以下步骤：

将所述多个MPDU聚合到一个聚合/分组突发中；

通过执行以下子步骤来格式化所述聚合/分组突发：

a.在所述多个MPDU的一个MPDU中间和所述多个MPDU的一组多MPDU的至少之一中相应地包括前同步、中间同步(415.i)中的至少一个，以及

b.在聚合/分组突发的开端包括进包含数据的信息，以允许至少一个接收机设备推断出所述至少一个MPDU和该组多MPDU在该聚合/分组突发中的位置；

使用至少一个物理(PHY)速率来传输所述经格式化的聚合/分组突发给至少一个接收机设备或一组接收机设备的两者之一；以及

至少一个接收机设备或至少一组接收机设备进入睡眠模式并且在聚合/分组突发期间醒来。

2.权利要求1的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化在单个PLCP(物理层会聚协议)协议分组数据单元(PPDU)(400)内的所述MPDU 425.i。

3.权利要求1的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化在多个PLCP(物理层会聚协议)协议数据单元(PPDU)内的所述MPDU，使每PPDU(215)至少一个MPDU作为PPDU的突发或聚合。

4.权利要求1的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化在所述多个MDPU之前的单独的MPDU 425.1内的信息。

5.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化在PPDU的介质访问控制(MAC)报头内的、或在PPDU内部的一单独MPDU的信息。

6.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化在PPDU的PHY报头内的信息。

7.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.格式化所述信息在PHY报头内的一部分和所述信息在MAC报头或PPDU内部单独的MPDU之一内的其余部分。

8.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下子步骤：

a.包括至少一个比特(308)，其将该PPDU标识为包含分组的一个聚合。

9.权利要求1的方法，其中对于所述至少一个接收机设备或一组接收机设备中的每一个，所述信息至少还包括：

所述至少一个接收机设备或一组接收机设备的标识符(402.i.1)；

一个特定MPDU或一组MPDU或PPDU中的至少之一的调制和编码方案(MCS)(402.i.2)；以及

至少一个PPDU或一组PPDU的长度或偏移量(402.i.3)。

10.权利要求9的方法，其中所述信息还包括一个基本业务集ID(BSSID)。

11.权利要求9的方法，其中所述标识符为一个MAC地址。

12.权利要求9的方法，其中所述信息还包括用于同一接收机的多个MPDU和多个PPDU的至少之一。

13.权利要求9的方法，其中所述信息还包括从由多个MPDU和多个PPDU组成的组中选择的至少一个组，并且还包括以同一MCS来传输所述至少一个组的步骤。

14.权利要求1的方法，其中该包括子步骤a.还包括以下子步骤：

a.1在预定用于不同接收机的多个MPDU(425.i)之间相应地包括所述前同步、中间同步(415.i)。

15.权利要求1的方法，其中该包括子步骤a.还包括以下子步骤：

a.1在以不同MCS(702.i.1)传输的多组MPDU(756)之间相应地包括所述前同步、中间同步(715.i)。

16.权利要求1的方法，其中该包括子步骤a.还包括以下子步骤：

a.1在以不同功率电平传输的多组MPDU之间相应地包括所述前同步、中间同步以及一帧间间隔。

17.权利要求1的方法，还包括该聚合的至少一个接收机在接收到聚合后发送一个响应帧的步骤。

18.权利要求17的方法，其中发送步骤还包括该至少一个接收机以由该聚合的发送机排定的顺序发送响应帧的步骤。

19.权利要求3的方法，还包括至少一个接收机中断所述聚合/突发并且在此后发送一个响应帧的步骤。

20.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括格式化PPDU的步骤以包括：

高吞吐量信号字段(HT-SIG)(304)和具有MMRA(304.2)(405)部分的单独PPDU的其中之一，所述MMRA部分包括后随的至少一个元组(402.i.1-3)的总长度(401)；以及

至少一个元组(402.i.1-3)，其包括用于多个各自的接收机设备的每一个的以下聚合信息：

i.每个各自的接收机设备的标识符(402.i.1)，

ii.MCS(402.i.2)，以该MCS传输去往每个各自的接收机设备的至少一个MPDU(425.i)或一组MPDU，以及

iii.去往各自的接收机设备的至少一个MPDU或一组MPDU的长度或偏移量(402.i.3)。

21.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括格式化PPDU的步骤以包括：

高吞吐量信号字段(HT-SIG)(304)和具有MMRA(304.2)(505)部分的单独PPDU的其中之一，所述MMRA部分包括后随的至少一个元组(502.i.1-4)的总长度(501)；以及

至少一个元组(502.i.1-4)，其包括用于多个各自的接收机设备的每一个的以下聚合信息：

i.每个各自的接收机设备的标识符(502.i.1)，

ii.接收机的数量(502.i.2)，包含去往每个各自的接收机设备的一个MPDU或一组MPDU的其中至少之一，

iii.MCS(502.i.3)，以该MCS传输去往每个各自的接收机设备的至少一个MPDU或一组MPDU，以及

iv.去往各自接收机设备的至少一个MPDU或一组MPDU的长度或偏移量(502.i.4)。

22.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.格式化PPDU以包括：

(1)高吞吐量信号字段(HT-SIG)(304)和具有MMRA(705)部分的单独PPDU的其中之一，所述MMRA部分包括后随的至少一个元组(702.i.1-5)的总长度(701)；以及

(2)至少一个元组(702.i.1-5)，其包括用于至少一个接收机设备和至少一组接收机设备之一的以下聚合信息，其中所述至少一组接收机设备包括以同一MCS来为其传送至少一个MPDU的多个接收机设备：

i.用于至少一个接收机设备和至少一组具有同一MCS(MCS聚合)的多个接收机设备的至少之一的MCS(702.i.1)，

ii.具有同一MCS的该至少一个MPDU的长度或偏移量(702.i.2)，

iii.接收机的数量N(702.i.4)，包含以各自的MCS为其发送分组的所述至少一个接收机设备和至少一组多个接收机设备的至少之一，以及

iv.N个接收机地址列表(702.i.4-N)，包含以各自的MCS为其发送分组的所述至少一个接收机设备和至少一组多个接收机设备的地址的至少之一。

23.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.格式化PPDU以包括：

(1)高吞吐量信号字段(HT-SIG)(304)和具有MMRA(805)部分的单独PPDU的其中之一，所述MMRA部分包括后随的至少一个元组(802.i.1-N)的总长度(801)；以及

(2)至少一个元组(802.i.1-N)，包括用于至少一个接收机设备和至少一组多个接收机设备之一的以下聚合信息，其中以同一MCS为该至少一组多个接收机设备传送至少一个MPDU：

i.用于至少一个接收机设备和一组具有同一MCS(MCS聚合)的多个接收机设备的MCS(802.i.1)，

ii.接收机数量N(802.i.2)，包含以各自的MCS为其发送分组的所述至少一个接收机设备和至少一组多个接收机设备的至少之一，以及

iii.N个接收机地址列表(802.i.3-N)，包含以各自的MCS为其发送分组的所述至少一个接收机设备和至少一组多个接收机设备的地址的至少之一，每一条目包括一个接收机地址和预定用于该接收机的至少一个MPDU的长度或偏移量。

24.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.包括高吞吐量信号字段(HT-SIG)(304)和具有MMRA部分(1005)的单独PPDU的其中之一，所述MMRA部分包括后随的至少一个元组(1002.i.1-2)的总长度(1001)，以及对于以同一MCS传送的MPDU的每一组多个接收机设备(MCS聚合)包括一个元组，该元组包括：

i.该组多个接收机设备的MCS(1002.i.1)；以及

ii.预定用于该组的所有MPDU的长度或偏移量(1002.i.2)。

25.权利要求24的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.包括多接收机聚合描述符(MRAD)(1008.1)，作为PPDU中的第一MAC报头的一部分或作为PPDU的数据部分中的单独MPDU。

26.权利要求2的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.包括多接收机聚合描述符(MRAD)(1208.1)，作为PPDU中的第一MAC报头的一部分或作为PPDU的数据部分中的单独MPDU；以及

b.包括聚合信息，该聚合信息包括多个接收机设备的每一个的设备标识符(1201.i.4-…)，其中具有至少一个接收机设备是以不同的调制/编码方案(MCS)进行传输的。

27.权利要求3的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.包括多接收机聚合描述符(MRAD)(1208.1)，作为在突发/聚合开端的单独PPDU；以及

b.包括聚合信息，该聚合信息包括多个各自的接收机设备的每一个的设备标识符(1201.i.4-…)，其中具有至少一个接收机设备是以不同的调制/编码方案(MCS)进行传输的。

28.权利要求1的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.在超多接收机聚合描述符(MRAD)(1309)中包括部分或全部所述信息作为聚合/突发的一部分，所述MRAD包括其自身的MPDU和PPDU之一，所述信息还包括：

i.接收机的数量N(1309.1)；以及

ii.对于每个接收机，包括：

(a)设备标识符(1309.2.1-N)，以及

(b)预定用于所述接收机的MPDU的长度或偏移量之一(1309.3.1-N)。

29.权利要求1的方法，其中格式化步骤还包括以下步骤：

a.在超多接收机聚合描述符(MRAD)(1409)中包括至少部分所述信息作为聚合/突发的一部分，所述MRAD包括其自身的MPDU和PPDU之一，所述信息对于以同一MCS传送的每组MPDU或PPDU还包括选自如下组中的信息：

i.各组MDPU或PPDU的MCS(1402.i.1)；

ii.该组MDPU或PPDU内的接收机的数量N；以及

iii.对于该组MDPU或PPDU中的每个接收机(1402.i.2)：设备标识符和预定用于各个接收机的MPDU的长度或偏移量。

30.权利要求1的方法，其中进入睡眠模式步骤还包括如下步骤，即该聚合的至少一个接收机设备或至少一组接收机设备执行以下步骤：

从所包括的信息推断出预定用于该至少一个接收机设备或至少一组接收机设备的多个MPDU的起点；以及

进入到睡眠模式并且相应地在最近的前、中间同步之前醒来，所述前、中间同步是在预定用于该至少一个接收机设备或至少一组接收机设备的多个MPDU的起点之前被传送。

31.一种用于多速率分组聚合的***，包括：

多个节点112、113、114；

一个设备115；

其中所述多个节点中的至少一个节点适合用于接收包括多速率分组聚合或多速率分组突发的PPDU。

32.权利要求31的***，其中所述多个节点112、113、114中的一个节点114具有不同的PHY传输速率。

33.权利要求32的***，其中所述多个节点112、113、114中的多个节点适合用于接收包括用不同传输速率127、128、129的分组聚合或分组突发的PPDU。

34.权利要求32的***，其中聚合分组的排列被编组以便对于传送和接收超帧而为所述多个节点提供功率节省。

35.权利要求32的***，其中所述多个节点包括设备(112、113、114)以及工作在IEEE 802.11下的访问点(115)，它们适合于发送/接收包括多个分组的超帧或分组突发。

36.权利要求31的***，其中：

前同步、中间同步相应地在每个MPDU中间或多个MPDU之间被传送，以允许接收设备进入睡眠模式并且在聚合期间醒来；

在聚合的开端传送信息，该信息允许设备推断出MPDU或多个MPDU在该聚合中的位置。

37.权利要求36的***，其中聚合的一个接收机从聚合中的所述信息推断出预定用于它的MPDU的起点，进入到睡眠模式并且在其MPDU的起点前相应地被传送的最近的前、中间同步之前醒来。

38.权利要求37的***，其中前、中间同步至少相应地被用于当从睡眠模式醒来后在物理层上重新同步和重新估计信道。

39.一种用于管理多个介质访问控制(MAC)协议数据单元(MPDU)分组的聚合传输的设备，包括：

天线(157)，用于发送和接收聚合/分组突发传输；

接收机(152)，耦合到该天线(157)以接收通过无线介质(160)传送的聚合/分组突发(1800)；

发送机(156)，耦合到天线(157)以使用至少一个物理(PHY)速率通过无线介质(160)发射聚合/分组突发(1800)给选自由至少一个接收机或至少一组多个接收机组成的所述组中的接收机；

PPDU处理模块(154)，用于处理发送的和接收的聚合/分组突发(1800)，以分别地定位或推断出其中的所述多个MPDU的至少一个的位置；

处理器(153)，耦合到所述接收机、发送机、PPDU处理模块，用于分别把数据聚合到聚合/分组突发中和从聚合/分组突发中分解数据，所述聚合/分组突发包括所述多个MPDU的至少一个，其包括：

i.在由所述多个MPDU的至少之一组成的各组中间的前同步、中间同步(415.i)的至少一个，以及

ii.在聚合/分组突发的开端的信息，其允许至少一个接收机或至少一组接收机推断出所述多个MPDU的至少一个的位置；

其中，所述至少一个接收机或至少一组接收机进入睡眠模式并且在聚合/分组突发期间醒来。

40.权利要求39的设备，其中PPDU处理模块还被配置成格式化单个PLCP(物理层会聚协议)协议分组数据单元(PPDU)内的所述MPDU。

41.权利要求39的设备，其中：

PPDU处理模块还被配置成通过格式化多个PLCP(物理层会聚协议)协议数据单元(PPDU)内的所述MPDU，使每PPDU至少一个MPDU作为聚合/分组突发；

以及处理单元还被配置成将聚合/分组突发定址到一个或几个接收机，并且指导发送机156来以一个或几个不同的物理(PHY)速率发送聚合/分组突发。