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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose lokale Netzwerke
(WLANs). Insbesondere verbessert sie den Betrieb von STAs beim Einsatz mehrerer
Betriebsarten in dem gleichen Abdeckungsbereich.
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Gegenwärtig werden
verschiedene Vorschläge
für die
802.11n-Erweiterung des 802.11-WLAN-Standards vorgestellt und diskutiert, die
einen höheren
Durchsatz von WLAN-Vorrichtungen ermöglichen werden. Diese Vorschläge kommen von
verschiedenen drahtlosen Konsortien, die EWC, das Joint Proposal
und WWiSE umfassen. Das Folgende beschreibt Aspekte dieser Vorschläge, die
für die
vorliegende Erfindung relevant sind.
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1 zeigt
einen Sendefreigaberahmen (CTS-Rahmen) als einen MAC-Steuerrahmen
wie in dem 802.11-Standard definiert. Die Empfängeradresse (RA) des CTS-Rahmens
wird aus dem Senderadreßfeld
(TA-Feld) des direkt vorhergehenden Sendeanforderungsrahmens (RTS-Rahmen)
kopiert, auf welchen die CTS eine Antwort ist. Der Dauerwert ist der
Wert, der aus dem Dauerfeld des direkt vorhergehenden RTS-Rahmens
erhalten wird, minus der Zeit, die benötigt wird, um den CTS-Rahmen
zu übertragen,
und seines kurzen Zwischenrahmenabstandsintervalls (SIFS-Intervall).
Wenn die berechnete Dauer einen Bruchteil einer Mikrosekunde enthält, wird
dieser Wert auf die nächst
höhere
ganze Zahl aufgerundet.
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Der
CTS-Rahmen muß,
wie in dem 802.11e-Standard (Abschnitt 7.2.1.2) gezeigt, nicht immer
einem RTS-Rahmen folgen. Er kann bei einem Austausch der erste Rahmen
sein und dafür
verwendet werden, für
die Übertragung,
die folgen soll, den Netzbelegungsvektor (NAV) für den Schutz auf der MAC-Ebene
festzulegen. Wenn von der Station, die einen Austausch einleitet,
der CTS-Rahmen als der erste Rahmen gesen det wird, kann die CTS
an sie selbst adressiert sein, und auf sie wird als CTS-to-Self
Bezug genommen.
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2 zeigt
einen konkurrenzfreien Enderahmen (CF-Enderahmen), der ein MAC-Steuerrahmen ist,
der von dem AP als ein Rundsendungsrahmen gesendet werden kann,
um die NAVs aller Stationen in dem System zurückzusetzen, und wird in dem 802.11-Standard
beschrieben. Eine Station, die einen CF-Enderahmen mit der Grunddienstesatz-ID (BSSID)
des BSS, mit dem die Station verbunden ist, empfängt, wird ihren NAV-Wert auf
0 zurücksetzen. Dies
setzt jeglichen gegenwärtig
vorhandenen Schutz des Mediums/Reservierung zurück. Das Dauerfeld wird auf
0 gesetzt. Wie in 2 gezeigt, ist die BSSID die
Adresse der von dem AP aufgenommenen STA. Die RA ist die Rundrufgruppenadresse.
Die FCS ist die Rahmenprüfsequenz.
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In
802.11n wurden Vorschläge
gemacht, um unter Verwendung eines anderen Modulationsschemas auf
der physikalischen Schicht (PHY) als dem für die normale Reichweite verwendeten
die Unterstützung
einer verlängerten
Reichweite zu implementieren, was im wesentlichen zwei Betriebsarten
erzeugt. STAs mit verlängerter
Reichweite senden und empfangen unter Verwendung von Raum-Zeit-Blockcode-PHY-Modulation
(STBC-PHY-Modulation), während
STAs mit normaler Reichweite unter Verwendung einer Nicht-STBC-PHY-Modulation
senden und empfangen.
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In
einem Joint Proposal-Beitrag zu 802.11n wird ein Ansatz beschrieben,
in dem ein AP ein Netzwerk aus STAs unterstützt, die in zwei Betriebsarten arbeiten,
wobei die zwei Betriebsarten die verlängerte Reichweite und die normale
Reichweite sind. Sekundäres
Beacon und duales CTS-System
werden gemeinsam verwendet, um neben der normalen Reichweite die
verlängerte
Reichweite zu unterstützen.
Ein sekundäres
Beacon wird übertragen,
wobei in dem Beacon ein sekundäres
Beaconbit gesetzt ist, um die Stationen wissen zu lassen, daß eine Ziel-Beaconsendezeit
(TBTT) für
diesen Beacon einen Versatz hat. Bei dem dualen CTS-Schutz beginnen
Stationen eine TXOP mit einer an den AP gerichteten RTS, und der
AP antwortet mit einer ersten und zweiten CTS, die durch einen Punktsteuerungsfunktions-Zwischenrahmenabstand
(PIFS) getrennt ist. Wenn der duale CTS-Schutz aktiviert ist, sollte
der AP STBC-TXOPs mit einer Nicht-STBC-CTS und Nicht-STBC-TXOPs mit einer
STBC-CTS schützen. Die
Schutzrahmen sollen einen NAV für
die ganze TXOP festlegen. STBC-Steuerrahmen sollen ansprechend auf
STBC-Rahmen verwendet werden, wenn das duale CTS-Schutzbit gesetzt
ist. Andernfalls sollen Nicht-STBC-Steuerrahmen verwendet werden. Der
PIFS wird als ein Intervall verwendet, um die duale CTS für die Nicht-STBC-RTS zu trennen.
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3 zeigt
ein Diagramm aus dem WWiSE-Vorschlagspräsentationsdokument über den selbstverwalteten
erweiterten Reichweitenschutz. Signalisierungsbeispiele für den Zweibetriebsartenschutz
der Stationen mit normaler Reichweite (NR) und mit verlängerter
Reichweite (ER) sind gezeigt. Signalfolgen 301–305 betreffen
den verbesserten Verteilungskoordinationsfunktions-(DCF-)Kanalzugriff
(EDCA), und die Signalfolge 306 betrifft ein HCF-gesteuertes
Kanalzugriffsformat (HCCA-Format). Der AP schützt die TXOP für die NR-STA
und die ER-STA jeweils unter Verwendung der Signalfolgen 301–302.
Die ER-STA schützt
ihre TXOP in der Signalfolge 303. Eine Signalfolge für eine 11n-NR-STA
wird durch die Signalfolge 304 dargestellt, und eine für eine Alt-NR-STA
wird durch die Signalfolge 305 dargestellt. In der Signalfolge 306 schützt der
AP eine TXOP für
die STA unter Verwendung des HCCA-Formats. Wie gezeigt, sendet der AP
entweder eine CTS ansprechend auf eine RTS von einer bestimmten
Station und in der Betriebsart wie sie von der Station verwendet
wird, die die RTS gesendet hat, oder ein CTS-to-Self-Signal in der
anderen Betriebsart als die der RTS-sendenden Station.
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4 zeigt
ein neues HT-Informationselement gemäß der von dem WWiSE vorgeschlagenen verlängerten
Reichweite. Der AP signalisiert die neuen HT-Informationselemente
in Verwaltungsrahmen, wie etwa dem Beacon, der Probenantwort, etc.,
um den BSS zu verwalten (zum Beispiel, um die verlängerte Reichweite
zu unterstützen).
Die neuen HT-Informa tionselemente können auch in allen Beacons und
Probeantworten vorhanden sein, die von einer Station in der IBSS-Betriebsart
gesendet werden. Die HT-Informationselemente enthalten Felder, wie
etwa den sekundären
Beacon, den duale STBC/CTS-Schutz, etc., wie in 4 gezeigt.
Gemäß dem Joint
Proposal ist die Länge
nicht fest und die Größe hängt von
der Anzahl von enthaltenen Feldern ab. Die Felder sollen in der
Reihenfolge wie in 4 gezeigt sein, wobei alle neuen
Felder am Ende der vorhandenen Felder erscheinen. Alle der STA unbekannten
Felder sollen ignoriert werden.
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Gemäß der Joint
Proposal-Spezifikation und der EWC-Spezifikation folgen einige Definitionen,
die das Energiespar-Mehrfachabfragemerkmal (PSMP-Merkmal) betreffen.
Eine Energiespar-Mehrfachabfrage (PSMP) ist ein MAC-Rahmen, der
den Zeitablaufplan bereitstellt, der von dem PSMP-Sender und PSMP-Empfängern verwendet
werden soll. Der Zeitablaufplan beginnt direkt nach der Übertragung des
PSMP-Rahmens. Eine Abwärtsstreckenübertragung
(DLT) ist eine Zeitspanne, die von einem PSMP-Rahmen beschrieben
wird, die für
den Empfang von Rahmen durch PSMP-Empfänger verwendet werden soll.
Eine Aufwärtsstreckenübertragung (ULT)
ist eine Zeitspanne, die von einem PSMP-Rahmen beschrieben wird,
die für
die Sendung von Rahmen durch einen PSMP-Empfänger verwendet werden soll.
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5 und 6 zeigen
PSMP-Informationselementformate gemäß der EWC-MAC-Spezifikation. 5 zeigt
ein PSMP-Parametersatzformat, in
dem die PSMP vom Typ/Untertyp Verwaltungsaktionsrahmen- und Rundrufadreßtyp ist.
Der PSMP-Parametersatz
wird verwendet, um die DLT und ULT zu beschreiben, die dem PSMP-Rahmen
direkt folgt. 6 zeigt STA-Info-Informationselementformateinzelheiten,
wie etwa Verkehrs(fluß-)ID,
STA-ID, DLT-Versatz und Dauer, ULT-Versatz und Dauer.
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7 zeigt
die PSMP-Folge, die aus einer DLT-Phase, gefolgt von einer ULT-Phase,
besteht. Mehrfach-TID-Block-ACK
(MTBA) wird verwendet, um für
mehrere TID-Flüsse
eine Block-ACK zu senden.
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Es
besteht ein Bedarf, einen Zweibetriebsartenschutz zu erweitern,
um den Betrieb in mehreren Betriebsarten zu unterstützen. Der
aktuelle Stand der Technik ist nicht robust und effizient in der
Mediennutzung, da er keinen Mechanismus bereitstellt, jegliche ungenutzte
Sendegelegenheitsdauer (TXOP-Dauer), die durch die duale CTS-Übertragung
geschützt
ist, zurückzugewinnen.
Wenn einer STA bei dem Modell des aktuellen Stands der Technik die
Daten zum Senden während
der geschützten TXOP
ausgehen, wird das Medium für
den Rest der TXOP verschwendet. Es besteht ein Bedarf, eine MAC-Signalisierung bereitzustellen,
um dem System die restliche ungenutzte TXOP zu überlassen.
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Es
besteht auch ein Bedarf für
die PSMP-Folge, in einem System mit mehreren Betriebsarten in einer
bandbreiteneffizienten Weise zu arbeiten. Die 802.11n-Spezifikation
enthält
Inkonsistenzen in der Hinsicht, daß sie nur ACK/MTBA in der ULT
und keine Daten für
die zeitlich ungeplante PSMP zuläßt. Auch
gibt es keine Anleitung für
den Abbruch der TXOP unter dem dualen CTS-Schutz für STAs,
die nicht fähig
sind, den CF-Enderahmen zu interpretieren.
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Ein
System erweitert einen bestimmten (STBC und Nicht-STBC) Betrieb
mit zwei Betriebsarten in einem WLAN-System auf einen allgemeineren Betrieb
mit mehreren Betriebsarten. Ein System verbessert die MAC-Schutzmechanismen
in dem Betrieb mit mehreren Betriebsarten, insbesondere die Mechanismen
zur Unterstützung
einer mehrfachen CF-Enderahmenfolge (jeweils in einem für die entsprechende
Betriebsart passenden Format), die von dem AP gesendet wird, um
eine effiziente Mediennutzung zu ermöglichen, was auch für eine einzige
Betriebsart als einem Trivialfall gilt.
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Ein
System verbessert PSMP-Folgen in dem Betrieb mit mehreren Betriebsarten.
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Ein
detaillierteres Verständnis
der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
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1 einen
CTS-Rahmen gemäß dem 802.11-Standard
zeigt;
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2 ein
CF-Enderahmenformat gemäß dem 802.11-Standard zeigt;
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3 ein
Signalisierungsdiagramm für
den selbstverwalteten Schutz bei erweiterter Reichweite gemäß WWiSE
zeigt;
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4 ein
Verwaltungsrahmen-HT-Informationselementformat zeigt;
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5 ein
PSMP-Parametersatzformat zeigt;
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6 ein
PSMP-STA-Info-Informationselementformat zeigt;
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7 die
PSMP-Folge zeigt, die aus einer DLT-Phase, gefolgt von einer ULT-Phase,
besteht;
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8 ein
beispielhaftes drahtloses LAN zeigt, das in mehreren Betriebsarten
arbeitet;
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9 ein
primäres
Beaconformat und ein sekundäres
Beaconformat zeigt, das primäre
und sekundäre
Beacon-ID-Felder enthält;
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10 ein
Verwaltungsrahmen-HT-Informationselementformat zeigt, das primäre und sekundäre Beacon-IDs
umfaßt;
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11 eine
Rahmenübertragung
einer STA unter Verwendung einer geschützten TXOP für ein bestimmtes
Betriebsartsformat zeigt;
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12 eine
Rahmenübertragung
eines AP zeigt, die die TXOP unter Verwendung von EDCA schützt;
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13 eine
Rahmenübertragung
eines AP zeigt, die die TXOP unter Verwendung von HCCA schützt;
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14 eine
Rahmenübertragungsfolge
einer STA zeigt, die ungenutzte TXOP freigibt;
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15 eine
Rahmenübertragungsfolge
eines AP zeigt, die ungenutzte TXOP unter Verwendung von EDCA freigibt;
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16 eine
Rahmenübertragungsfolge
einer STA zeigt, die ungenutzte TXOP unter Verwendung von HCCA freigibt;
und
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17 eine
Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmenfolge zeigt.
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Der
Begriff "Station" oder "STA" umfaßt hier im
weiteren eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), ein Benutzergerät (UE),
eine Mobilstation, eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger, ein
Zellulartelefon, einen Minicomputer (PDA), einen Computer oder jede
andere Art von Benutzervorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen
Umgebung zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn
hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "Basisstation" einen Node B, eine
Standortsteuerung, einen Zugangspunkt (AP) oder jede andere Art
von Schnittstellenvorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung
zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Für die Zwecke
der Beschreibung der Erfindung wird "Betriebsart" verwendet, um auf die spezifische Netzverbindung
unter der MAC-Schicht Bezug zu nehmen, die für die Kommunikation (Sendung
und Empfang) verwendet wird, wie etwa die PHY-Schicht, die Kanalschnittstelle,
die Kanalbandbreite (z.B. 20 MHz gegen 40 MHz) und den physikalischen
Kommunikationskanal. Es sollte bemerkt werden, daß STAs in
verschiedenen Betriebsarten in einem BSS-Abdeckungsbereich typischerweise
nicht wirksam zusammenarbeiten können,
es sei denn sie werden durch MAC-Schicht-Mechanismen gesteuert und geschützt. Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System mit mehreren Betriebsarten
(z.B. BSS), wobei STAs in mehreren Betriebsarten (mehr als einer)
in dem gleichen Abdeckungsbereich senden und empfangen.
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8 zeigt
ein beispielhaftes drahtloses LAN, das einen AP und eine STA1, die
in einer Betriebsart 1 arbeitet, und eine STA2, die in einer Betriebsart
2 arbeitet, aufweist. Der Einfachheit halber werden die bevorzugten
Ausfüh rungsformen
im Zusammenhang von zwei Betriebsarten, der Betriebsart 1 und der
Betriebsart 2, beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch
auf den Betrieb mit mehreren Betriebsarten erweitert werden, der über die
zwei hinaus weitere Betriebsarten umfaßt.
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Das
Folgende beschreibt drei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung. Die erste ist ein System und ein System zur Verbesserung
eines spezifischen Zweibetriebsartenbetriebs (Raum-Zeit-Blockcodierung
(STBC) und Nicht-STBC) in einem WLAN-System in einen allgemeineren
Mehrbetriebsartenbetrieb. Die zweite Ausführungsform ist ein System und
ein System zur Verbesserung der MAC-Schutzmechanismen im Mehrbetriebsartenbetrieb,
insbesondere von Mechanismen zur Unterstützung mehrfacher CF-Ende-(jedes in
einem für
die entsprechende Betriebsart passenden Format) Rahmenfolgen, die
von dem AP gesendet werden, um eine effiziente Nutzung des Mediums zu
ermöglichen,
was als einem Trivialfall auch für eine
einzige Betriebsart gilt. Die dritte Ausführungsform beschreibt ein System
und ein System zur Verbesserung von PSMP-Folgen in dem Mehrbetriebsartenbetrieb.
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Die
erste Ausführungsform
betrifft das Definieren von MAC-Mechanismen, um den Betrieb mit mehreren
Betriebsarten zu unterstützen.
Beispiele für
den Betrieb mit mehreren Betriebsarten umfassen: (1) Altsysteme,
(2) Vorrichtungen, die einen neuen Modulationssatz unterstützen, (3)
Vorrichtungen, die in einer Übergangsbetriebsart
(neuer Modulationssatz) sein können,
bevor sie zwischen Netzwerken umschalten, (4) Maschennetze, die
mehrere Betriebsarten unterstützen,
und (5) Vorrichtungen, die auf mehr als einem Frequenzband/kanal
arbeiten.
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Gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
unterstützt
der AP den Betrieb mit mehreren Betriebsarten unter Verwendung von
zwei Haupt-MAC-Mechanismen: 1) durch Senden eines Beacon/sekundären Beacon,
dem Gruppenruf-/Rundrufdaten für
jede unterstützte
Betriebsart folgen; und 2) durch Unterstützen des Sendens mehrere CTS-Rahmen,
von denen jeder einer der mehreren Betriebsarten entspricht, die
unterstützt werden. Die
Herausforderung für
den Mehrbetriebsartenschutz ist, daß die CTS-Schutzrahmen von
jeder der zwei kommunizierenden Einheiten in dem Betriebsartsformat
(Modulation, Verbindungskonfiguration, etc.) interpretiert werden
müssen.
Wenn folglich eine STA ein bestimmtes Betriebsartsformat verwendet, dann
muß der
CTS-Schutzrahmen in diesem bestimmten Format gesendet und empfangen
werden, um die Erkennung durch die STA zu ermöglichen.
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9 zeigt
ein Diagramm, das für
einen bevorzugten Satz von Rahmenformaten gemäß den obigen MAC-Mechanismen
des AP bezeichnend ist. Ein primärer
Betriebsartenrahmen weist einen primären Beacon 901 auf,
dem die Gruppenruf-/Rundrufdaten 905 folgen. Der primäre Beacon
umfaßt
ein HT-Informationselement 903. Nach einer definierten Zeitverschiebung
wird ein sekundärer
Betriebsartenrahmen gesendet, der einen sekundären Beacon 902 mit
seinem HT-Informationselement 904 umfaßt, welchem Gruppenruf-/Rundrufdaten 906 folgen.
Unter Bezug auf 8 bedient der primäre Beacon
die STA1 in der Betriebsart 1 (Nicht-STBC). Der zweite Beacon bedient
die STA2, die die Betriebsart 2 (STBC) verwendet. Während die
Betriebsart 1 und die Betriebsart 2 hier für die Zwecke des Beispiels
jeweils auf den primären
und sekundären
Beacon ausgerichtet wurden, kann der primäre Beacon alternativ abhängig von
Systemparametern die Betriebsart 2 bedienen, und der sekundäre Beacon
kann die Betriebsart 1 bedienen. Zurückkehrend zu unserem Beispiel
wird der primäre
Beacon im allgemeinen alle Stationen bedienen, die die Betriebsart
1 verwenden, und der sekundäre
Beacon wird alle Stationen bedienen, die die Betriebsart 2 verwenden.
Für den
Betrieb mit mehreren Betriebsarten werden zusätzliche sekundäre Beacons
jeweils jede der in dem System verwendeten Betriebsarten unterstützen.
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Während des
Betriebs mit mehreren Betriebsarten sendet der AP einen Beacon/sekundären Beacon
und Gruppenruf-/Rundrufverkehr in einem Format, das für jede von
dem System unterstützte Betriebsart
geeignet ist. In einem System für
mehrere Betriebsarten wird eines von mehreren übertragenen Beacons (die den
mehreren Betriebsarten entsprechen) als das primäre Beacon 901 identifiziert.
Jedes sekundäre
Beacon 902 kann mit einem Zeitversatz (relativ zu dem primären Beacon 901 oder
jeder anderen Zeitreferenz) übertragen
werden. Der Zeitversatz kann basierend auf Systembetrachtungen bestimmt
werden. Der Zeitversatz kann ein konfigurierbarer Systemparameter
sein, der von dem AP dynamisch geändert werden könnte. Ein
Zeitstempel einer Ablaufsynchronisationsfunktion (TSF) des sekundären Beacon 902 soll
der aktuelle Zeitstempel sein. Alle anderen Felder in dem sekundären Beacon 902 sind
bevorzugt identisch zu den entsprechenden Feldern in dem primären Beacon 901.
Die nach dem sekundären
Beacon 902 übertragenen
Gruppenruf-/Rundrufdaten 906 sind bevorzugt identisch zu den
nach dem primären
Beacon 901 gesendeten Gruppenruf-/Rundrufdaten 905. Basierend
auf Systembetrachtungen umfaßt
jedes sekundäre
Beacon 902 zusätzliche
Felder und Daten, die für
seine Betriebsart eindeutig sind. Ebenfalls basierend auf Systembetrachtungen
kann jede Betriebsart zusätzliche Gruppenruf-/Rundruffelder
und für
ihre Betriebsart eindeutige Daten haben.
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10 zeigt
das bevorzugte Format für
ein HT-Informationselement 1000, das HT-Informationselementen 903, 904 entspricht.
Das HT-Informationselement 1000 weist die folgenden Felder
auf: Element-ID 1001, Länge 1002,
Steuerkanal-ID 1003, Erweiterungskanalversatz 1004,
empfohlenen Übertragungsbreitensatz 1005,
RIFS-Betriebsart 1006, nur kontrollierter Zugriff 1007,
Dienstintervallgranularität 1008,
Betriebsart 1009, grundlegender STBC-MCS 1011,
L-SIG-Schutz erlaubt 1013,
und grundlegender MCS-Satz 1016. Diese Felder entsprechen
dem in 4 gezeigten vorgeschlagenen HT-Verwaltungsinformationselementformat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden ein Mehrbetriebsartenschutzfeld 1012 und ein Beacon-ID-Feld 1014 aufgenommen, um
mehrere Betriebsarten zu unterstützen.
Als ein Beispiel für
zwei Betriebsarten kann das Beacon-ID-Feld 1014 ein Bit
haben, wobei, wenn das HT-Infoelement einen Wert von 0 hat, es das primäre Beacon
ist, und wenn der Wert gleich 1 ist, es dann ein sekundäres Beacon
ist. Für
mehrere Betriebsarten wird das Infoelement mit einem einzigen Bit
jedoch auf eine Größe erweitert,
die für
die Identifikation aller neben der primären Betriebsart vorhandenen Betriebsarten
angemessen ist. Wie in 10 gezeigt, ist das Beacon-ID-Feld 1014 durch
seine Bits B9–Bk
markiert, wobei k basierend auf der Anzahl unterstützter Betriebsarten
ausgewählt
wird. Zum Beispiel wird in einem System, das 16 Betriebsarten verwendet,
ein Beacon-ID-Feld mit 4 Bit (B9–B12, k = 12) ausgewählt.
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11 zeigt
Beispielsignalisierungsdiagramm 1100 für ein System mit mehreren Betriebsarten,
das n Betriebsarten verwendet, das den AP und die Station STA2 umfaßt, die
in der Betriebsart 2 arbeitet und eine TXOP schützt. Von dem AP wird eine Anzeige
bereitgestellt, daß von
dem System eine Mehrbetriebsarten-TXOP-Schutz unterstützt wird. Der
bevorzugte Mechanismus für
diese Anzeige ist, daß der
AP, wie in 10 gezeigt, ein mehrfaches CTS-Schutzfeld/Bit
in dem neuen HT-Informationselement Mehrbetriebsartenschutz 1012 signalisiert. Wenn
von dem AP das mehrfache CTS-Schutzfeld/Bit gesetzt ist und von
der Station STA2 empfangen wird, wird von der Station STA2 eine
TXOP begonnen, wobei ein Sendeanforderungsrahmen (RTS-Rahmen) 1101 in
der Betriebsart 2 an den AP übertragen
wird. Die Antwort von dem AP ist, mehrere CTS- und CTS-to-Self-Rahmen 1102–1105 in
den Betriebsarten entsprechenden Formaten zu senden, zum Beispiel
Modulation, Verbindungskonfiguration, etc., so daß in anderen
Betriebsarten arbeitende Stationen benachrichtigt werden, daß eine TXOP
für Stationen
mit der Betriebsart 2, wie etwa die STA2, reserviert/geschützt wurde.
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Wie
in 11 gezeigt, überträgt der AP
einen CTS-Rahmen 1102 in
der Betriebsart, die für
die TXOP verwendet wird, welche von der STA geschützt wird.
Hier ist die STA die Station STA2, die die TXOP eingeleitet hat
und die in der Betriebsart 2 arbeitet, und die Position des Betriebsart-2-CTS-Rahmens 1102 in
der mehrfachen CTS-Rahmenantwort von dem AP ist die erste. Alternativ
kann die Position für den
CTS-Rahmen dieser Betriebsart die letzte oder wie sie von dem System
basierend auf den den Betriebsarten zugewiesenen Prioritäten bestimmt
wird, sein. Der AP sendet in allen Betriebsarten, außer der Betriebsart,
die für
die von der STA geschützte
TXOP verwendet wird, auch mehrere CTS-to-Self-Rahmen 1103–1105,
d.h. CTS-to-Self Betriebsart 1, CTS-to-Self Betriebsart 3, ... CTS-to-Self
Betriebsart n. Die relative Reihenfolge dieser CTS-to-Self-Rahmen
kann beliebig sein oder basierend auf System- und Implementierungsüberlegungen
und basierend auf den Betriebsarten zugewiesenen Prioritäten bestimmt
werden.
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Die
mehreren CTS/CTS-to-Self-Rahmen 1102–1105 werden, wie
basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt, durch eine PIFS,
SIFS (wie gezeigt) oder eine andere Zeitdauer, wie etwa den verringerten
Zwischenrahmenabstand (RIFS) getrennt. Wenn die mehreren CTS/CTS-to-Self-Rahmen 1102–1105 einmal
vollständig
gesendet wurden, beginnt die TXOP 1106 in der Betriebsart
2.
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Die
von dem AP ansprechend auf den RTS-Rahmen gesendeten mehreren CTS/CTS-to-Self-Rahmen
gelten für
die folgenden Fälle.
Wenn ein BSS mit einem AP in einem Betrieb mit mehreren Betriebsarten
unter Verwendung mehrerer CTS-Signale kommuniziert, ist die Antwort
von jeder der STAs mit einem einzigen CTS-Rahmen in dem Format,
das ihrer Betriebsart entspricht. Alternativ kann es jeder STA erlaubt
sein, mit mehreren CTS-Rahmen zu antworten, was in einem unabhängigen Grunddienstesatz
(IBSS) (d.h. wenn es keinen AP gibt und alle Stationen gleichberechtigt
sind) oder einem Maschenszenario besonders nützlich ist. In einem derartigen
Fall spielt eine ausgewählte
STA die Rolle eines AP, indem sie die mehreren CTS-Rahmen sendet.
Andernfalls könnte
das Koordinieren der CTS-Antwort von mehreren Stationen schwierig
sein.
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12 zeigt
ein Beispielsignalisierungsdiagramm 1200 des AP, der eine
TXOP der Betriebsart 2 unter Verwendung von EDCA schützt, was
der dualen Schutzsignalfolge 301 von 3 entspricht. Hier
leitet der AP für
sich selbst beginnend mit mehreren CTS-to-Self-Rahmen 1201–1203 in
allen Betriebsarten außer
der Betriebsart 2 eine TXOP mit der Betriebsart 2 ein. Wiederum
kann die Folge der Mehrbetriebsarten-CTS-to-Self-Rahmen wie in 11 beliebig
sein oder basierend auf System- und Implementierungsüberlegungen
und basierend auf der Betriebsarten zugewiesenen Priorität bestimmt werden.
Dann sendet der AP einen RTS-Rahmen 1204 in der Betriebsart
2, welcher eine spezifische STA-Adreßinformation enthält, die
für dieses
Beispiel insbesondere an die STA2 adressiert ist. Ansprechend darauf
sendet die STA2 einen CTS-Rahmen 1205 in der Betriebsart
2, was ermöglicht,
daß der TXOP-Rahmen 1206 der
Betriebsart 2 von dem AP beginnt, wobei der AP Daten in der Betriebsart
2 überträgt.
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13 zeigt
ein Beispielsignalisierungsdiagramm 1300 des AP, der eine
TXOP für
eine STA mit der Betriebsart 2 unter Verwendung von HCCA schützt, was
der dualen Schutzsignalfolge 306 von 3 entspricht.
Wenn das mehrfache CTS-Schutzfeld/Bit 1012 gesetzt ist
und von dem AP gesendet wird, schützt der AP eine TXOP in einer
gegebenen Betriebsart mit mehreren CTS-to-Self-Rahmen 1307–1310,
die in den Betriebsarten entsprechenden Formaten gesendet werden,
z.B. Modulation, Verbindungskonfiguration, etc., abgesehen von der
Betriebsart, die für
die TXOP verwendet wird, die von dem AP geschützt wird, was in diesem Beispiel
die Betriebsart 2 ist. Die Reihenfolge der mehreren CTS-to-Self-Rahmen 1307–1310,
die den mehreren Betriebsarten entsprechen, kann beliebig sein oder basierend
auf System- und Implementierungsüberlegungen
und basierend auf Betriebsarten zugeordneten Prioritäten bestimmt
werden. Die mehreren CTS-to-Self-Rahmen 1307–1310 können, wie
basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt, durch den SIFS (wie
gezeigt), PIFS oder eine andere Zeitdauer, wie etwa den RIFS, getrennt
werden.
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Wie
in 13 gezeigt, folgt den mehreren CTS-to-Self-Rahmen 1307–1310 ein
CF-Abfragerahmen 1311 nach dem HCCA-Protokoll, der in der
für die
TXOP verwendeten Betriebsart, wie basierend auf anderen Systemfaktoren
be stimmt, nach einem SIFS, PIFS oder einer anderen Zeitdauer, wie
etwa dem RIFS, gesendet wird. Hier ist die TXOP 1312 für die Betriebsart
2, folglich ist der CF-Abfragerahmen 1311 in der Betriebsart
2.
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In
dieser Mehrbetriebsarten-TXOP-Schutzausführungsform, in der die TXOP für eine STA
geschützt
wird, muß die
STA warten, bevor sie ihre Übertragungen
beginnt, bis die mehreren CTS- oder CTS-to-Self-Rahmen von dem AP übertragen
werden. Um dies zu erreichen, werden die folgenden bevorzugten Verfahren
entweder einzeln oder in verschiedenen Kombinationen beachtet. Bevorzugt
wird die Zeit, die der AP benötigt,
um die mehreren CTS/CTS-to-Self-Rahmen
zu übertragen, den
STAs in dem System bekannt gemacht. Ein Beispiel für einen
möglichen
Ansatz ist, diese Information in ein Feld des von dem AP gesendeten
neuen HT-Informationselements 1000 aufzunehmen.
Alternativ wird eine Station nicht zu übertragen beginnen, bevor sie
eine CTS-Antwort
auf ihre RTS empfängt, und
wenn schließlich
eine derartige CTS-Antwort kommt, dann braucht vorher keine explizite
Zeit kommuniziert werden. Ein anderer Ansatz ist, sich vor dem Übertragen
auf die Trägerabtastung
zu verlassen, d.h. die STA würde
selbst nach dem Empfang einer CTS warten müssen, wenn das Medium immer noch
von CTS-Rahmen anderer Betriebsarten belegt ist.
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Wenn
alternativ alle STAs fähig
sind, in einem einzigen gemeinsamen Betriebsartsformat zu senden
und zu empfangen, selbst wenn sie normalerweise in einer bestimmten
Betriebsart kommunizieren, wird vorzugsweise dieses gemeinsame Betriebsartsformat
zum Senden von Schutzsteuerungsrahmen, wie etwa RTS und CTS, verwendet.
Die zum Senden von Steuerungsrahmen verwendete Modulation ist typischerweise
die Basisrate in einer gegebenen Betriebsart. Die höheren Raten
in jeder Betriebsart werden für
die Datenübertragung
verwendet. Es ist denkbar, daß eine
STA in allen Betriebsarten Basisraten und höhere Raten nur in einer bevorzugten/spezifischen
Betriebsart unterstützt.
In diesem Fall reichen ein einziger RTS-Rahmen und ein einziger
CTS- Rahmen, die
zwischen zwei kommunizierenden Vorrichtungen in diesem gemeinsamen
Format ausgetauscht werden, aus, um in dem Betrieb mit mehreren
Betriebsarten den Schutz einzurichten.
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Bei
allen der obigen Schutzmechanismen für den Betrieb mit mehreren
Betriebsarten setzen die verwendeten Schutzrahmen (d.h. RTS, CTS)
vorzugsweise einen NAV für
die ganze geschützte TXOP.
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Eine
zweite bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung stellt MAC-Mechanismen bereit, um die effiziente
Nutzung des Mediums in dem Betrieb mit mehreren Betriebsarten durch
Freigeben ungenutzter Abschnitte der geschützten TXOP zu unterstützen. Die 14–16 zeigen Beispielsignalfolgen,
wie die mehrfache CF-Enderahmenübertragung
verwendet werden kann, um die ungenutzte TXOP freizugeben, um die Effizienz
der Mediennutzung zu verbessern.
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14 zeigt
ein Beispiel für
die STA, die die ungenutzte TXOP in der Betriebsart 2 freigibt.
Wie bei der in 11 gezeigten Signalfolge sendet
die STA 2 eine RTS 1401 in der Betriebsart 2, der AP antwortet
mit mehreren CTS/CTS-to-Self-Rahmen 1402–1405,
und die TXOP der STA2 beginnt in der Betriebsart 2. In dieser Ausführungsform
erkennt die STA2 jedoch vor dem Ende des TXOP-Rahmens 1406,
daß keine
weiteren Daten für
die Übertragung verfügbar sind.
Die STA 2 sendet dann einen einzigen Datenenderahmen 1416,
der in dem Format eines CF-Enderahmens sein kann. Der AP antwortet mit
mehreren CF-Enderahmen 1407–1409 in allen Betriebsarten.
Wenn einmal alle CF-Enderahmen gesendet wurden, wird der ungenutzte
Abschnitt des TXOP-Rahmens 1406 dem Medium freigegeben, und
ein neues TXOP-Schutzverfahren kann, eingeleitet von einer anderen
Station oder dem AP für
seine eigene Übertragung
auf dem Medium, begonnen werden.
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15 zeigt
eine Beispielsignalfolge des AP, der die ungenutzte TXOP während des
EDCA in der Betriebsart 2 freigibt, als eine Erweiterung der in 12 gezeigten
Signalfolge. Der AP sendet CTS-to-Self-Rahmen 1521–1523 in
mehreren Betriebsarten, denen ein RTS-Rahmen 1524 in der
Be triebsart 2 folgt, um einen TXOP-Schutz in der Betriebsart 2 anzufordern.
Die STA2 antwortet mit einem CTS-Rahmen 1525 in der Betriebsart
2, was den Weg für
den AP freimacht, um seinen TXOP-Rahmen 1506 in der Betriebsart
2 zu beginnen. Während
des TXOP-Rahmens 1506 erkennt der AP, daß es keine
weiteren Daten zu übertragen
gibt, folglich sendet er einen Datenenderahmen 1526, der im
Format eines CF-Enderahmens sein kann. Der AP sendet dann mehrere
CF-Enderahmen 1527–1529 in allen
Betriebsarten, um alle STAs zu benachrichtigen, daß der AP
seine Übertragung
in der Betriebsart 2 in dem aktuellen TXOP-Rahmen 1506 abgeschlossen
hat. Der TXOP-Rahmen 1506 wird dann abgebrochen und der
ungenutzte Rest des TXOP-Rahmens 1506 wird dann für den Zugriff
einer anderen STA oder des AP in einer anderen Betriebsart freigegeben.
Der Schutz der freigegeben TXOP folgt den weiter oben beschriebenen
Verfahren für
mehrere Betriebsarten.
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16 zeigt
eine Beispielsignalsfolge der STA, die ungenutzte TXOP während des
HCCA in der Betriebsart 2 freigibt, als eine Erweiterung der in 13 gezeigten
Signalfolge. Der AP sendet mehrere CTS-to-Self-Rahmen 1601–1604 in
allen Betriebsarten, abgesehen von der Betriebsart des TXOP-Schutzes,
welche in diesem Beispiel die Betriebsart 2 ist. Der Betriebsart-2-CF-Abfragerahmen 1605 wird
gesendet, und der Betriebsart-2-TXOP-Rahmen 1606 für die STA2
beginnt. Während
des TXOP-Rahmens 1606 erkennt die STA2, daß ihre Übertragungsdaten
aufgebraucht sind, folglich sendet sie den Datenenderahmen 1612. Der
AP benachrichtigt die anderen STAs in allen Betriebsarten unter
Verwendung der mehreren CF-Enderahmen in den jeweiligen Betriebsarten.
Der TXOP-Rest wird dann freigegeben.
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Wie
in den 14–16 gezeigt,
sendet der AP nacheinander mehrere CF-Enderahmen in MAC-Protokolldateneinheiten
(MPDUs) mit Übertragungsformaten
(Modulation, Verbindungskonfiguration, etc.), die den von dem AP
unterstützten
Betriebsarten entsprechen. Eine Zeitlücke von SIFS (oder, wie basierend
auf anderen Systemfaktoren bestimmt, eine andere Zeitdauer) ist
zwischen den CF-Enderahmen enthalten.
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Das
Folgende sind zusätzliche
Beispiele für bedingte
Fälle (einzeln
oder in Kombination), in denen diese Ausführungsform für die Freigabe
der geschützten
TXOP anwendbar
- a. Nach dem Empfang eines Datenende-MAC-Signals
von der STA, wie in 14 gezeigt, (oder zum eines
QoS-Nullrahmens mit einer ACK-Antwort von dem AP), welche die TXOP
begonnen hat;
- b. Nach dem Empfang eines Datenende-MAC-Signals von der STA
(oder zum Beispiel eines QoS-Nullrahmens mit einer ACK-Antwort von dem
AP), welche die TXOP begonnen hat, wobei der AP keine Daten zu senden
hat;
- c. Wenn die Station, die die TXOP begonnen hat, einfach aufhört, Daten
zu senden;
- d. Wenn die Station, die die TXOP begonnen hat, einfach aufhört Daten
zu senden, und der AP dies durch ein Mittel (wie etwa Trägerabtastung)
erkennt und der AP keine Daten zu senden hat;
- e. Nach jedem Medienwidergewinnungsverfahren; d.h. der AP hat
das Medium gerade wiedergewonnen und kann CF-Enderahmen senden, um Stationen zu ermöglichen,
auf das Medium zuzugreifen;
- f. Wenn der AP die TXOP eingeleitet hat und die Übertragung
auf der Abwärtsstrecke
erledigt hat und keine Übertragungen
auf der Aufwärtsstrecke erwartet;
- g. Wenn der AP die TXOP mit EDCA eingeleitet hat und die Übertragung
auf der Abwärtsstrecke erledigt
hat und keine weiteren Übertragungen
auf der Aufwärtsstrecke
erwartet (zum Beispiel mit einem Datenendesignal (wie in 15 gezeigt) oder
einem QoS-Nullrahmen mit einer ACK-Antwort von dem AP);
- h. Wenn der AP die TXOP mit HCCA mit einer CF-Abfrage eingeleitet
hat und die Übertragung auf
der Abwärtsstrecke
erledigt hat und keine Übertragungen
auf der Aufwärtsstrecke
erwartet;
- i. Wenn der AP die TXOP mit HCCA mit einer CF-Abfrage eingeleitet
hat und, wie in 16 gezeigt, ein Datenende-MAC-Signal
von der STA empfängt
(oder zum Beispiel einen QoS-Nullrahmen mit einer ACK-Antwort von
dem AP) und der AP die Übertragung
auf der Abwärtsstrecke
erledigt hat.
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Die
mehreren CF-Enderahmen, die von dem AP gesendet werden, beachten
vorzugsweise die folgenden Regeln einzeln oder in Kombination:
- a. Die mehreren CF-Enderahmen werden nur gesendet,
wenn sie gesendet werden können,
bevor die aktuelle TXOP abläuft.
Dies wird von dem AP bestimmt, indem er den Rest der TXOP bewertet und
mit der Zeit vergleicht, die zum Senden aller CF-Enderahmen erforderlich
ist;
- b. Wenn nicht alle mehreren CF-Enderahmen geendet werden können, bevor
die aktuelle TXOP abläuft,
werden nur so viele gesendet wie gesendet werden können, bevor
die aktuelle TXOP abläuft;
- c. In manchen Fällen
oder Systembedingungen, werden immer noch alle CF-Enderahmen gesendet,
selbst wenn einige oder alle von ihnen außerhalb der TXOP gesendet werden
müssen,
wenn nicht alle oder einige von ihnen nicht gesendet werden können, bevor
die aktuelle TXOP abläuft.
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Die
von dem AP gesendeten mehreren CF-Enderahmen ermöglichen allen anderen Vorrichtungen
in dem System, ihren NAV zu aktualisieren und die mögliche Verschwendung
oder Ineffizienz bei der Mediennutzung zu vermeiden. Die mehreren CF-Enderahmen
von dem AP werden durch den SIFS oder eine andere Zeitdauer, wie
etwa den RIFS, wie basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt,
getrennt. Die Mechanismen und die Reihenfolge der Übertragung
der von dem AP gesendeten mehreren CF-Enderahmen (einschließlich dualer CF-Enderahmen
in einem Zweibetriebsartensystem), um ungenutzte TXOP freizugeben,
können
abhängig von
den gewünschten
Optionen wie folgt sein:
- a. Die mehreren CF-Enderahmen
können
in einer Reihenfolge der Prioritäten übertragen
werden, wie sie von der Systemkonfiguration bestimmt wird, welche
auch dynamisch geändert
werden kann, wobei die Priorität
der der Betriebsarten entspricht, die den von dem System unterstützten Betriebsarten
zugewiesen werden.
- b. Das erste CF-Ende entspricht der Betriebsart der aktuellen
TXOP, und der Rest der CF-Enderahmen entspricht den anderen Betriebsarten;
- c. Die Reihenfolge der mehreren CF-Enderahmen, die den in dem
System unterstützten
Betriebsarten entsprechen, kann beliebig sein;
- d. Nur ein CF-Enderahmen in einem Format, das der Betriebsart
der aktuellen TXOP entspricht, wird gesendet, wobei in diesem Fall
das Medium für
alle in dieser Betriebsart arbeitenden Stationen geöffnet wird,
bis der Schutz für
diese Betriebsart abläuft,
was den Stationen, die in der Betriebsart der TXOP arbeiten, den
Vorzug gibt;
- e. Wenn alle Stationen in einem einzigen gemeinsamen Betriebsartsformat
senden und empfangen können – selbst
wenn sie normalerweise in einer bestimmten Betriebsart kommunizieren – sollte
dieses gemeinsame Betriebsartsformat verwendet werden, um einen
einzigen CF-Enderahmen zu senden, der ausreicht, den NAV aller Stationen
in allen Betriebsarten zu aktualisieren.
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Das
folgende Beispiel wird unter Bezug auf eine Zweibetriebsarten-Systemanwendung
beschrieben, in der duale CF-Enderahmen die ER-(verlängerte Reichweite)/NR-(normale
Reichweite) Funktionalität
haben, wobei ein CF-Enderahmen in ER (STBC-Modulation) gesendet
wird und der andere CF-Enderahmen in NR (Nicht-STBC-Modulation)
gesendet wird. Das Folgende beschreibt eine mögliche Implementierung dieses
dualen CF-Enderahmen-Beispiels. Wenn dualer CTS-Schutz aktiviert
ist (d.h. von dem AP gesendete STBC- & Nicht-STBC-CTS-Rahmen, wenn in dem
System dualer CTS-Schutz aktiviert ist, werden typischerweise in
dem Beacon angezeigt) und eine STA eine TXOP erhält und der STA dann die Rahmen
für die Übertragung
ausgehen, dann kann die STA "Übertragungsende" oder "Datenende" oder "Abbruch ihrer TXOP" anzeigen, indem
sie einen der folgenden Rahmen überträgt, vorausgesetzt,
die restliche TXOP-Dauer erlaubt es (d.h. es gibt genug nutzbare TXOP-Dauer, die
nach den CF-Enderahmen für
die Freigabe bleibt):
- Fall 1: Ein CF-Enderahmen mit der
Modulation, welche die STA verwendet (STBC oder Nicht-STBC).
- Fall 2: Ein QoS-Nullrahmen mit der Modulation, welche die STA
verwendet (STBC oder Nicht-STBC).
- Fall 3: Jede andere Art von MAC-Rahmen, die ein "Übertragungsende-" oder "Datenende-"Signal anzeigt – das im
wesentlichen anzeigt, daß die
STA keine weiteren Rahmen zu senden hat.
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Mit
der Übertragung
eines der obigen Anzeigerahmen (die obigen Fälle 1 bis 3) zeigt die STA
explizit den Abschluß oder
Abbruch ihrer TXOP an. Wenn der übertragene
Rahmen ein CF-Enderahmen ist (Fall 1), soll er von den anderen STAs,
die fähig sind,
ihn zu empfangen, als ein NAV-Zurücksetzen interpretiert werden.
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Nach
Empfang eines der weiter oben erwähnten Rahmen (die obigen Fälle 1 bis
3) von einer STA mit einer passenden BSSID, soll ein AP nach einer
SIFS-Dauer (oder einer anderen Zeitdauer, wie etwa dem RIFS, wie
sie basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt wird) mit dualen
CF-Enderahmen – einem
STBC-CF-Enderahmen und einem Nicht-STBC-Enderahmen – antworten.
Eine andere Möglichkeit
ist, daß der
AP in dem Fall 2 und bei jedem anderen Rahmen, der eine ACK erwartet,
zuerst mit einer ACK antwortet, bevor er die dualen CTS-Rahmen sendet.
Duale CF-Enderahmen beseitigen Ungerechtigkeit gegenüber STAs,
die nicht die gleiche Betriebsart haben wie die, welche die abgebrochene
TXOP besitzt.
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Wenn
die TXOP dem AP gehört
und in dem System dualer CTS-Schutz aktiviert ist (gewöhnlich in
dem Beacon angezeigt, d.h. wenn in dem System sowohl STBC- als auch
Nicht-STBC-STAs
vorhanden sind), kann der AP duale CF-Enderahmen senden, wenn ihm
die Rahmen für
die Übertragung
ausgehen, vorausgesetzt, daß die
restliche TXOP-Dauer es zuläßt.
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Wenn
im allgemeinen in dem System ferner, wie in dem Beacon angezeigt,
dualer CTS-Schutz aktiviert ist (d.h. wenn in dem System sowohl
STBC- als auch Nicht-STBC-STAs vorhan den sind), soll der AP duale
CF-Enderahmen – einen
STBC-CF-Enderahmen
und einen Nicht-STBC-CF-Enderahmen – senden, um einen NAV zurückzusetzen.
STAs, die zu beiden Betriebsarten fähig sind, können duale CF-Enderahmen übertragen,
wenn sie ihre TXOPs abbrechen möchten,
wenn die restliche TXOP-Dauer es erlaubt.
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Der
Abstand zwischen den von dem AP gesendeten dualen CF-Enderahmen
soll ein SIFS oder eine andere Zeitdauer, wie etwa ein RIFS, sein,
wie sie basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt wird. Die
Reihenfolge von Rahmen in den dualen CF-Enderahmen kann beliebig
sein, oder einer von ihnen kann ausgewählt werden, daß er zuerst
gesendet werden soll. In einer ersten möglichen Ausführungsform
soll der erste CF-Enderahmen die gleiche Modulation verwenden, die
für Übertragungen
in der abgebrochenen TXOP verwendet wird, und der zweite CF-Enderahmen
soll die andere Modulation verwenden. Mit anderen Worten ist für eine STBC-TXOP das
erste CF-Ende in
der STBC-Betriebsart, und für eine
Nicht-STBC-TXOP ist das erste CF-Ende in der Nicht-STBC-Betriebsart.
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Beachten
Sie, daß die
obige Lösung
beide Vorteile hat, den verbesserten Mediennutzungswirkungsgrad
und die Beseitigung der Ungerechtigkeit gegenüber STAs, die nicht die gleiche
Betriebsart haben wie die, welche die abgebrochene TXOP besitzt. Dies
liegt daran, daß das
von dem Besitzer der TXOP gesendete CF-Ende zum Abbrechen der TXOP
von den STAs mit anderen Betriebsarten nicht interpretiert werden
kann, und sie daher nicht in der Lage sein werden, auf das Medium
zuzugreifen, bis der AP das duale CF-Ende (oder im allgemeinen Fall
das mehrfache CF-Ende) sendet. Auch gilt die obige Lösung im
allgemeinen für
den Fall eines Systems mit mehreren Betriebsarten (mehr als zwei).
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Das
Folgende beschreibt eine bestimmte Ausführungsform gemäß den obigen
Fällen
1 bis 3, die insbesondere der 802.11n-Standardspezifikation entspricht.
Wenn dualer CTS-Schutz
aktiviert ist und eine STA eine TXOP erhält und der STA dann die Rahmen
für die Übertragung
ausgehen, dann kann die STA den Abbruch ihrer TXOP anzeigen, indem sie
einen CF- Enderahmen überträgt, vorausgesetzt, die
restliche TXOP-Dauer
läßt dies
zu. Zum Beispiel kann diese Bedingung gemäß der folgenden Bestimmung
entschieden werden: ob die Restdauer der TXOP länger als die Summe der CF-Enderahmendauer,
einer STBC-CF-Enderahmendauer, eines Nicht-STBC-CF-Enderahmens bei
einer bekannten Basisrate und zwei SIFS-Dauern ist.
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Bei
einer CF-Enderahmenübertragung
zeigt die STA explizit den Abschluß oder Abbruch ihrer TXOP an.
Die Übertragung
eines CF-Enderahmens soll von den anderen STAs, die fähig sind,
ihn zu empfangen, als das Zurücksetzen
eines NAV interpretiert werden. Nach Empfangen eines CF-Enderahmens
von einer STA mit einer passenden BSSID soll ein AP nach der SIFS-Dauer
mit dualen CF-Enderahmen – einem
STBC-CF-Enderahmen und einem Nicht-STBC-CF-Enderrahmen – antworten.
Wenn die TXOP dem AP gehört
und in dem System dualer CTS-Schutz aktiviert ist, kann der AP duale
CF-Enderahmen senden, wenn ihm die Rahmen für die Übertragung ausgehen, vorausgesetzt die
restliche TXOP-Dauer läßt dies
zu. Der Abstand zwischen den von dem AP gesendeten dualen CF-Enderahmen
soll der SIFS sein. Der erste CF-Enderahmen soll die gleiche Modulation
verwenden, die für Übertragungen
in der abgebrochenen TXOP verwendet wird, und der zweite CF-Enderahmen
soll die andere Modulation verwenden. Mit anderen Worten ist für eine STBC-TXOP das erste CF-Ende
in der STBC-Betriebsart, und für
eine Nicht-STBC-TXOP ist das erste CF-Ende in der Nicht-STBC-Betriebsart.
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Das
Folgende beschreibt eine andere Lösung oder Mechanismus, der
in der Hinsicht einfach ist, daß kein
Bedarf besteht, ein duales CF-Ende zu senden, die aber weniger effizient
in der Mediennutzung ist. Wenn eine STA oder ein AP eine TXOP erhält und den
langen NAV-Mechanismus verwendet, um die TXOP-Dauer zu schützen, wird
ein CF-Enderahmen gesendet, wenn keine Rahmen mehr zu senden sind,
was den Abbruch oder Abschluß der
TXOP anzeigt. Unsere vereinfachte Lösung ist im wesentlichen, die
aktuellen Regeln für den
TXOP-Abbruch unter langem NAV-Schutz zu ändern, indem verboten wird,
einen CF-Enderahmen durch den Besitzer der TXOP zu senden, wenn
in dem System der duale CTS-Schutz aktiviert ist (der vorzugsweise
in dem Beacon angezeigt wird). Unter diesen Bedingungen wird die
TXOP folglich nicht von dem Besitzer abgebrochen, selbst wenn er
keine weiteren Rahmen zu senden hat. Dies gilt auch im allgemeinen
für den
Fall eines Systems mit mehreren Betriebsarten (mehr als zwei).
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Eine
STA kann nach dem Empfang des CF-Enderahmens (oder der MPDU) mit
einer ihrer Betriebsart entsprechenden Modulation ihren NAV wie
folgt aktualisieren (z.B. ihren NAV auf 0 zurücksetzen):
- a.
Die Station aktualisiert ihren NAV, nachdem sie verifiziert hat,
daß die
BSSID ihrem BSS entspricht (d.h. dem BSS, der von dem AP gesteuert wird,
mit dem die STA verbunden ist). Wenn die BSSID nicht übereinstimmt,
aktualisiert die STA ihren NAV nicht.
- b. In manchen Fällen
oder Implementierungen aktualisiert die STA ihren NAV ungeachtet
der BSSID in dem CF-Enderahmen.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung definiert eine Mehrbetriebsarten-PSMP-Folge für ein System
mit mehreren Betriebsarten. Die PSMP-Folge des bisherigen Stands
der Technik ist dafür
konzipiert, für
eine einzige Betriebsart zu arbeiten. Bei der Anwendung der PSMP-Folge in
einem System mit mehreren Betriebsarten würde so jede Betriebsart mit
dualen CTS-to-Self-Rahmen beginnen, denen ein PSMP-Rahmen und die
zeitgeplanten Übertragungen
der Abwärtsstrecke
und der Aufwärtsstrecke
folgen. Dieses Verfahren würde
für jede
Betriebsart unter Verwendung der PSMP-Folge des bisherigen Stands der Technik
wiederholt werden müssen.
Dies ist keine effiziente Nutzung des Mediums und nicht flexibel,
da Zuweisungen für
mehrere Betriebsarten nicht in einer einzigen PSMP-Folge vorgenommen
werden können.
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17 zeigt
ein Beispiel für
die Mehrbetriebsarten-PSMP-Folge gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hier ist die Mehrbetriebsarten-PSMP-Folge als Mehrbetriebsarten-CTS-to-Self-Rahmen definiert,
der Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmen folgen, denen die Übertragungen
der Abwärtsstrecke
und der Aufwärtsstrecke
in mehreren Betriebsarten folgen. Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmen
definieren den Ablaufplan für
die Übertragungen
der Abwärtsstrecke
und der Aufwärtsstrecke
in mehreren Betriebsarten für
die Dauer der Mehrbetriebsarten-PSMP-Folge.
Die Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmen können Zeitzuweisungen für die Abwärtsstrecke (DLT)
und Zeitzuweisungen für
die Aufwärtsstrecke (ULT)
der Stationen in verschiedenen Betriebsarten in jeder beliebigen
Reihenfolge definieren, wie sie für Anwendungen und Fähigkeiten
der Vorrichtungen als geeignet bestimmt wird, und ist vollkommen
flexibel. Beispiele für
die Zuweisungsreihenfolge umfassen, ohne auf das Folgende beschränkt zu sein:
- (1) alle Abwärtsstrecken-Zuweisungen der
gleichen Betriebsart können
zusammengelegt werden, zum Beispiel könnte es mehrere STAs, die in der
gleichen Betriebsart empfangen und eine STA in jeder DLT geben;
- (2) alle Aufwärtsstrecken-Zuweisungen
der gleichen Betriebsart können
zusammengelegt werden;
- (3) alle Aufwärtsstrecken-Zuweisungen
werden nach allen Abwärtsstrecken-Zeitzuweisungen vorgenommen
(17);
- (4) die Reihenfolge der STAs in den Abwärtsstrecken-Zuweisungen kann in den Aufwärtsstrecken-Zuweisungen
beibehalten werden (17).
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Viele
andere Varianten, wie die Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmen Abwärtsstrecken-Zeitzuweisungen
(DLT-Zuweisungen)
und Aufwärtsstrecken-Zeitzuweisungen
(ULT-Zuweisungen)
definieren können,
sind möglich.
Zum Beispiel kann einer DLT eine ULT der gleichen Betriebsart folgen.
Mit anderen Worten ist gemäß dieser
dritten bevorzugten Ausführungsform
eine vollkommen flexible Reihenfolge der ULT/DLT in jeder Betriebsart,
wie sie für
die Anwendungen und Fähigkeiten
der Vorrichtungen geeignet ist, möglich.
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Die
Mehrbetriebsarten-PSMP-Rahmen können,
wie basierend auf anderen Systemfaktoren bestimmt, durch einen PIFS
oder eine andere Zeitdauer, wie etwa einen RIFS (verringerter Zwischenrahmenabstand)
getrennt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann als ein Netzwerk mit einem Zugangspunkt
mit mehreren STAs oder WTRUs auf der Datenverbindungsschicht, Medienzugriffssteuerungs-
und Netzwerkschicht, als eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung (ASIC), ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder Software
implementiert werden. Die vorliegende Erfindung betrifft 802.11-basierte
WLAN-Systeme oder OFDM/MIMO unter Verwendung einer Funkressourcenverwaltung
(RRM) und einer Funkressourcensteuerung (RRC).
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Obwohl
die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten
Ausführungsformen
in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal
oder Element allein, mit oder ohne die anderen Merkmale und Elemente
der bevorzugten Ausführungsformen
oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale
und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die in
der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Systeme können in
einem Computerprogramm, Software oder Firmware implementiert werden,
die in einem computerlesbaren Speichermedium greifbar für die Ausführung durch
einen Allzweckcomputer oder einen Prozessor ausgeführt sind.
Beispiele für
computerlesbare Speichermedien umfassen einen Nur-Lese-Speicher
(ROM), einen Direktzugriffspeicher (RAM), ein Register, einen Cachespeicher,
Halbleiterspeichervorrichtungen, magnetische Medien, wie etwa interne
Festplatten und entfernbare Platten, magnetooptische Medien, und optische
Medien, wie etwa CD-ROM-Platten
und digitale vielseitige Platten (DVDs).
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Geeignete
Prozessoren umfassen beispielhaft einen Universalprozessor, einen
Prozessor für einen
bestimmten Zweck, einen herkömmlichen
Prozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), mehrere Mikroprozessoren,
einen oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern,
einen Controller, einen Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte
Schaltungen (ASICs), frei programmierbare Gate Array-Schaltungen
(FPGA-Schaltungen) und jede integrierte Schaltung (IC) und/oder
eine Zustandsmaschine.
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Ein
Prozessor in Verbindung mit Software kann verwendet werden, um einen
Funkfrequenztransceiver für
die Verwendung in einer Station (STA), einer drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU),
einem Benutzergerät
(UE), einem Endgerät,
einer Basisstation, einer Funknetzsteuerung (RNC) oder jedem Leitrechner
zu implementieren. Die STA kann in Verbindung mit Modulen verwendet werden,
welche in Hardware und/oder Software implementiert sind, wie zum
Beispiel einer Kamera, einem Videokameramodul, einem Bildschirmtelefon, einem
Lautsprechertelefon, einer Vibrationsvorrichtung, einem Lautsprecher,
einem Mikrophon, einem Fernsehtransceiver, einem Kopfhörer für freie
Hände,
einer Tastatur, einem Bluetooth®-Modul,
einer frequenzmodulierten (FM) Funkeinheit, einer Flüssigkristallanzeigeeinheit
(LCD-Anzeigeeinheit), einer organischen lichtemittierenden Diodenanzeigeeinheit (OLED-Anzeigeeinheit),
einem digitalen Musikabspielgerät,
einem Speicherabspielgerät,
einem Videospiel-Spielgerätemodul,
einem Internet-Browser und/oder jedem drahtlosen lokalen Netzwerkmodul (WLAN-Modul).
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Ein
System der vorliegenden Erfindung wendet einen MAC-Sendegelegenheitsschutz (TXOP-Schutz)
für den
Betrieb in mehreren Betriebsarten in einem WLAN-System an. Insbesondere
werden MAC-Mechanismen definiert, um Mehrbetriebsarten-CTS-Rahmen und Mehrbetriebsarten-CF-Enderahmen,
die von dem AP gesendet werden, zu unterstützen, wobei jeder ein Format
hat, das für
die entsprechende Betriebsart geeignet ist, was auch für den Fall
einer einzigen Betriebsart als einem Trivialfall gilt. MAC-Mechanismen
ermöglichen
den Abbruch der TXOP-Dauer, um den ungenutzten Abschnitt der TXOP
freizugeben, wenn keine weiteren Daten für die Übertragung verfügbar sind.
Die Freigabe der ungenutzten geschützten TXOP ist sowohl für geschützte AP-Übertragungen
als auch STA-Übertragungen
möglich.