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CN104756585A - 在无线lan系统中信道接入的方法和设备 - Google Patents

在无线lan系统中信道接入的方法和设备 Download PDF

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CN104756585A
CN104756585A CN201380054418.4A CN201380054418A CN104756585A CN 104756585 A CN104756585 A CN 104756585A CN 201380054418 A CN201380054418 A CN 201380054418A CN 104756585 A CN104756585 A CN 104756585A
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Abstract

公开一种用于在WLAN系统中执行信道接入的方法和设备。用于在无线LAN(WLAN)系统中通过站(STA)管理网络分配向量(NAV)的方法，包括：接收包括持续时间字段的无竞争(CF)-END帧；如果CF-END帧是第一类型CF-END帧，则重置NAV；以及如果CF-END帧是第二类型CF-END帧，则根据在持续时间字段的值和STA的NAV值之间的比较结果来确定是否重置NAV。

Description

在无线LAN系统中信道接入的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统，并且更加具体地，涉及一种在无线LAN(WLAN)系统中信道接入的方法和装置。
背景技术
随着信息通信技术的快速发展，已经开发了各种无线通信技术系统。无线通信技术之中的WLAN技术基于射频(RF)技术允许使用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、便携式多媒体播放器(PMP)等在家或者在企业或者在特定的服务供应区域处进行无线互联网接入。
为了克服消除WLAN的缺点之一，受限的通信速度，最近的技术标准已经提出能够增加网络的速度和可靠性同时扩展无线网络的覆盖区域的演进的系统。例如，IEEE 802.11n使数据处理速度能够支持最高540Mbps的高吞吐量(HT)。另外，多输入和多输出(MIMO)技术最近已经被应用于发射器和接收器使得最小化传输误差以及优化数据传输速率。
发明内容
技术问题
因此，本发明涉及一种在WLAN系统中发送和接收包括部分关联标识符(PAID)的帧的方法和设备，其在实质上避免由于现有技术的限制和缺点造成的一个或者多个问题。机器对机器(M2M)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802.11WLAN中的支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802.11ah。M2M通信有时候会考虑能够在包括大量设备的环境下以低速通信少量数据的场景。
本发明的目的是为了提供一种用于有效率地管理网络分配向量(NAV)使得增加信道接入的效率的新方法。
应理解本发明完成的技术目的不限于前述技术目的，并且从下面的描述，在此未提及的其他技术目的对于本发明所属于的领域中的普通技术人员将是明显的。
技术方案
能够通过提供一种在无线LAN(WLAN)系统中通过站(STA)管理网络分配向量(NAV)的方法来实现本发明的目的，包括：接收包括持续时间字段的无竞争(CF)-END帧；如果CF-END帧是第一类型CF-END帧，则重置NAV；以及如果CF-END帧是第二类型CF-END帧，则根据在持续时间字段的值和STA的NAV值之间的比较结果来确定是否重置NAV。
在本发明的另一方面中，一种在无线LAN(WLAN)系统中管理网络分配向量(NAV)的站(STA)包括：收发器；以及处理器，其中处理器通过收发器接收包括持续时间字段的无竞争(CF)-END帧；如果CF-END帧是第一类型CF-END帧，则重置NAV；以及如果CF-END是第二类型CF-END帧，则根据在持续时间字段的值和STA的NAV值之间的比较结果来确定是否重置NAV。
下面的描述可以被共同地应用于本发明的实施例。
第一类型CF-END帧的持续时间字段可以被设置为零(0)。
第二类型CF-END帧的持续时间字段可以被设置为非零值。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值不同于STA的NAV值，则STA可以丢弃CF-END帧。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与STA的NAV值相同，则STA可以重置NAV。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与STA的NAV值相同，则STA可以重置NAV并且可以尝试执行信道接入。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值不同于基于STA的NAV值的预定范围的任何值，则STA可以丢弃CF-END帧。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与基于STA的NAV值的预定范围的任何值相同，则STA可以重置NAV。
如果通过第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与基于STA的NAV值的预定范围的任何值相同，则STA可以重置NAV并且可以尝试执行信道接入。
可以从NAV值-delta到NAV值+delta的范围之中选择预定范围的值，其中delta是自然数。
要理解的是，本发明的前述的总体描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的并且旨在提供如要求的本发明的进一步解释。
有益效果
从上面的描述显而易见的是，本发明的示例性实施例可以提供一种用于有效率地管理网络分配向量(NAV)使得增加信道接入效率的新方法。
本领域的技术人员将会理解，能够利用本发明实现的效果不限于已在上文具体描述的效果，并且从结合附图进行的下面的具体描述将更清楚地理解本发明的其他优点。
附图说明
附图被包括以提供对本发明进一步的理解，其图示本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示例性地示出根据本发明的一个实施例的IEEE 802.11系统。
图2示例性地示出根据本发明的另一实施例的IEEE 802.11系统。
图3示例性地示出根据本发明的又一实施例的IEEE 802.11系统。
图4是图示WLAN系统的概念图。
图5是图示对于在WLAN系统中使用的链路建立过程的流程图。
图6是图示退避过程的概念图。
图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。
图8是图示RTS(请求发送)和CTS(清除发送)的概念图。
图9是图示功率管理操作的概念图。
图10至图12是图示已经接收到业务指示映射(TIM)的站(STA)的详细操作的概念图。
图13是图示对于在IEEE 802.11中使用的帧结构的概念图。
图14是图示TXOP截断的示例的概念图。
图15是图示基于组的AID的概念图。
图16是图示基于组的信道接入的概念图。
图17是图示RAW参数集信息元素(IE)的示例性格式的概念图。
图18是图示根据本发明的一个实施例的TXOP截断方案的概念图。
图19是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
图20是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
图21是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
图22是图示根据本发明的一个示例的NAV管理方法的流程图。
图23是图示根据本发明的一个实施例的射频(RF)设备的框图。
具体实施方式
现在将详细地介绍本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。该详细说明将在下面参考附图给出，其意欲解释本发明示例性实施例，而不是示出根据本发明仅能够实现的实施例。以下的详细说明包括特定的细节以便对本发明提供深入理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见，本发明可以无需这些特定的细节来实践。
根据预定的格式通过组合本发明的构成组件和特性提出下面的实施例。在不存在附加的备注的情况下，单独的构成组件或者特性应被视为可选的因素。根据需要，不需要将单独的构成组件或者特性与其他组件或者特性相组合。另外，可以组合一些构成组件和/或特性以实现本发明的实施例。可以改变要在本发明的实施例中公开的操作的顺序。任何实施例的一些组件或者特性也可以被包括在其他实施例中，或者必要时可以被其他实施例的替代。
应注意的是，为了便于描述和更好地理解本发明，提出在本发明中公开的特定术语，并且在本发明的技术范围或者精神内这些特定术语的使用可以变成其他格式。
在一些实例中，为了避免晦涩本发明的概念，公知的结构和设备被省略并且以框图的形式示出结构和设备的重要功能。在整个附图中将会使用相同的附图标记以指定相同或者相似的部件。
本发明的示例性实施例由对于包括电气与电子工程师协会(IEEE)802系统、第三代合作伙伴计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、高级LTE(LTE-A)系统和3GPP2系统的无线接入系统中的至少一个公开的标准文献支持。特别地，在本发明的实施例中没有描述以清楚展现本发明的技术理念的步骤或者部分可以由以上的文献支持。在此处使用的所有术语可以由上面提及的文献的至少一个支持。
本发明的以下的实施例能够适用于各种无线接入技术，例如，CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)、SC-FDMA(单个载波频分多址)等。CDMA可以通过无线(或者无线电)技术，诸如，UTRA(通用陆上无线电接入)或者CDMA2000来实现。TDMA可以通过无线(或者无线电)技术实现，诸如GSM(全球数字移动电话系统)/GPRS(通用分组无线电服务)/EDGE(用于GSM演进的增强数据速率)来实现。OFDMA可以通过无线(或者无线电)技术，诸如电气与电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20和E-UTRA(演进的UTRA)来实现。为了清楚，以下的描述主要地集中于IEEE802.11系统。然而，本发明的技术特征不受限于此。
WLAN系统结构
图1是示例性地示出根据本发明的一个实施例的IEEE 802.11系统。
IEEE 802.11系统的结构可以包括多个组件。可以通过组件的相互操作来提供对于更高层支持透明的STA移动性的WLAN。基本服务集(BSS)可以对应于在IEEE 802.11LAN中的基本组成块。在图1中，示出了两个BSS(BSS1和BSS2)，并且在BSS的每一个中包括两个STA(即，STA1和STA2被包括在BSS1中，并且STA3和STA4被包括在BSS2中)。在图1中指示BSS的椭圆形可以被理解为相应的BSS中包括的STA在其中保持通信的覆盖区域。这个区域可以称为基本服务区域(BSA)。如果STA移动到BSA以外，则STA无法直接与在相应的BSA内的其他STA通信。
在IEEE 802.11LAN中，最基本型的BSS是独立的BSS(IBSS)。例如，IBSS可以具有仅由两个STA组成的最简形式。图1的BSS(BSS1或者BSS2)，是最简形式并且其中省略了其他组件，可以对应于IBSS的典型示例。当STA能够互相直接通信时，上述的配置是可允许的。这种类型的LAN没有被预先调度，并且当LAN是必要时可以被配置。这可以称为自组织网络。
当STA接通或者关闭或者STA进入或者离开BSS区域时，在BSS中STA的成员可以动态地变化。STA可以使用同步过程加入BSS。为了接入BSS基础结构的所有服务，STA应当与BSS相关联。这样的关联可以动态地配置，并且可以包括分布式系统服务(DSS)的使用。
图2是示出本发明可适用于的IEEE 802.11系统的另一个示例性结构的示意图。在图2中，组件，诸如分布式系统(DS)、分布式系统介质(DSM)和接入点(AP)，被增加给图1的结构。
在LAN中直接STA到STA距离可能受PHY性能的限制。有时候，这样的距离限制可能对于通信是足够的。但是，在其他情况下，经长距离在STA之间的通信可能是必要的。DS可以被配置为支持扩展的覆盖范围。
DS指的是BSS被相互连接的结构。具体地，BSS可以被配置为由多个BSS组成的扩展形式的网络的组件，替代如图1所示的独立的配置。
DS是一个逻辑概念，并且可以由DSM的特征指定。关于此，无线介质(WM)和DSM在IEEE 802.11中在逻辑上被区分。相应的逻辑介质用于不同的目的，并且由不同的组件使用。在IEEE 802.11的定义中，这样的介质不局限于相同的或者不同的介质。IEEE 802.11LAN架构(DS结构或者其他网络架构)的灵活性能够被解释为在于多个介质逻辑上是不同的。即，IEEE 802.11LAN架构能够不同地实现，并且可以由每种实现的物理特性独立地指定。
DS可以通过提供多个BSS的无缝集成并且提供操纵到目的地的寻址所必需的逻辑服务来支持移动设备。
AP指的是使得相关联的STA能够通过WM接入DS并且具有STA功能的实体。数据可以通过AP在BSS和DS之间移动。例如，在图2中示出的STA2和STA3具有STA功能，并且提供使相关联的STA(STA1和STA4)接入DS的功能。另外，由于所有AP基本上对应于STA，所以所有AP是可寻址的实体。由AP用于在WM上通信使用的地址不需要始终与由AP用于在DSM上通信使用的地址相同。
从与AP相关联的STA的一个发送到AP的STA地址的数据可以始终由不受控制的端口接收，并且可以由IEEE 802.1X端口接入实体处理。如果受控制的端口被验证，则传输数据(或者帧)可以被发送到DS。
图3是示出本发明可适用于的IEEE 802.11系统的又一个示例性结构的示意图。除了图2的结构之外，图3概念地示出用于提供宽的覆盖范围的扩展的服务集(ESS)。
具有任意大小和复杂度的无线网络可以由DS和BSS组成。在IEEE 802.11系统中，这种类型的网络称为ESS网络。ESS可以对应于连接到一个DS的BSS集合。但是，ESS不包括DS。ESS网络特征在于ESS网络在逻辑链路控制(LLC)层中作为IBSS网络出现。包括在ESS中的STA可以互相通信，并且移动STA在LLC中从一个BSS到另一个BSS(在相同的ESS内)透明地可移动。
在IEEE 802.11中，不假定在图3中的BSS的任何相对物理位置，并且以下的形式都是可允许的。BSS可以部分地重叠，并且这种形式通常用于提供连续的覆盖范围。BSS可以不物理地连接，并且在BSS之间的逻辑距离没有限制。BSS可以位于相同的物理位置，并且这种形式可用于提供冗余。一个或多个IBSS或者ESS网络可以物理地位于与一个或多个ESS网络相同的空间之中。这可以对应于在点对点网络在其中存在ESS网络的位置中操作的情形下，在不同组织的IEEE802.11网络物理上重叠的情形下，或者在两个或更多个不同的接入和安全策略在相同的位置中是必要的情形下的ESS网络形式。
图4是示出WLAN系统的示例性结构的示意图。在图4中，示出包括DS的基础结构BSS的示例。
在图4的示例中，BSS1和BSS2构成ESS。在WLAN系统中，STA是根据IEEE 802.11的MAC/PHY规则操作的设备。STA包括APSTA和非AP STA。非AP STA对应于由用户直接操纵的设备，诸如膝上计算机或者移动电话。在图4中，STA1、STA3和STA4对应于非AP STA，并且STA2和STA5对应于AP STA。
在以下描述中，非AP STA可以称作终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端，或者移动订户站(MSS)。在其他无线通信领域中，AP是对应于基站(BS)、节点B、演进的节点B(e-NB)、基站收发器系统(BTS)或者毫微微BS的概念。
链路建立过程
图5是解释根据本发明的示例性实施例的通用链路建立过程的流程图。
为了允许STA在网络上建立链路建立以及通过网络发送/接收数据，STA必须通过网络发现、验证，和关联的过程执行这样的链路建立，并且必须建立关联并且执行安全验证。链路建立过程也可以称为会话启动过程或者会话设定过程。此外，关联步骤是用于链路建立过程的发现、验证、关联和安全设定步骤的通用术语。
参考图5描述示例性链路建立过程。
在步骤S510中，STA可以执行网络发现动作。网络发现动作可以包括STA扫描动作。即，STA必须搜索可用的网络以便接入网络。STA必须在参与无线网络之前识别兼容的网络。在此处，对于识别在特定区域中包含的网络的过程称为扫描过程。
扫描方案被划分为主动扫描和被动扫描。
图5图示包括主动扫描过程的网络发现动作的流程图。在主动扫描的情况下，配置为执行扫描的STA发送探测请求帧，并且等待对探测请求帧的响应，使得STA能够在信道之间移动并且同时能够确定在外围区域之中存在哪个AP(接入点)。响应者将用作对探测请求帧的响应的探测响应帧发送给已经发送探测请求帧的STA。在这样的情况下，响应者可以是在扫描的信道的BSS中最后已经发送信标帧的STA。在BSS中，由于AP发送信标帧，所以AP作为响应者进行操作。在IBSS中，因为IBSS的STA顺序地发送信标帧，所以响应者不是恒定的。例如，已经在信道#1发送探测请求帧并且已经在信道#1接收探测响应帧的STA，存储包含在接收的探测响应帧中的BSS相关信息，并且移动到下一个信道(例如，信道#2)，使得STA可以使用相同的方法执行扫描(即，在信道#2处的探测请求/响应的传输/接收)。
虽然在图5中未示出，但是也可以使用被动扫描执行扫描动作。配置为以被动扫描模式执行扫描的STA等待信标帧，同时从一个信道移动到另一个信道。该信标帧，是在IEEE 802.11中管理帧的一个，指示无线网络的存在，使得执行扫描的STA能够搜索无线网络，并且以STA能够参与无线网络的方式被周期地发送。在BSS中，AP被配置为周期地发送信标帧。在IBSS中，IBSS的STA被配置为顺序地发送信标帧。如果用于扫描的每个TA接收信标帧，则STA存储被包含在信标帧中BSS信息，并且移动到另一个信道，并且在每个信道上记录信标帧信息。已经接收信标帧的STA存储包含在接收的信标帧中的BSS相关联的信息，移动到下一个信道，并且从而使用相同的方法执行扫描。
在主动扫描和被动扫描之间比较，就延迟和功率消耗而言，主动扫描比被动扫描更加有利。
在STA发现网络之后，STA可以在步骤S520中执行验证过程。此验证过程可以称为以能够将验证过程与步骤S540的安全设定过程清楚地区分的方式的第一验证过程。
验证过程可以包括通过STA发送验证请求帧给AP，并且通过AP响应于验证请求帧而发送验证响应帧给STA。用于验证请求/响应的验证帧可以对应于管理帧。
验证帧可以包括验证算法编号、验证事务序列号、状态码、挑战文本、稳健安全网络(RSN)、有限循环群等的信息。在验证帧中包含的在上面提及的信息可以对应于能够被包含在验证请求/响应帧中信息的一些部分，可以替换为其他信息，或者可以包括附加信息。
STA可以发送验证请求帧给AP。AP可以基于在接收的验证请求帧中包含的信息决定是否验证相应的STA。AP可以通过验证响应帧提供验证结果给STA。
在STA已经被成功验证之后，可以在步骤S630中执行关联过程。关联过程可以涉及通过STA发送关联请求帧给AP，并且响应于关联请求帧通过AP发送关联响应帧给STA。
例如，关联请求帧可以包括与各种能力、信标收听间隔、服务集标识符(SSID)、支持速率、支持信道、RSN、移动域、支持的操作类别、TIM(业务指示映射)广播请求、交互工作服务能力等相关联的信息。
例如，关联响应帧可以包括与各种能力、状态码、关联ID(AID)、支持速率、增强的分布信道接入(EDCA)参数集、接收的信道功率指标(RCPI)、接收的信号对噪声指标(RSNI)、移动域、超时间隔(关联回复时间)、重叠BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等相关联的信息。
上面提到的信息，可以对应于能够被包含在关联请求/响应帧中的信息的某些部分，可以以其他信息替换，或者可以包括附加信息。
在STA已经被成功地与网络关联之后，可以在步骤S540中执行安全设定过程。步骤S540的安全设定过程可以称为基于稳健安全网络关联(RSNA)请求/响应的验证过程。步骤S520的验证过程可以称为第一验证过程，并且步骤S540的安全设定过程可以简称为验证过程。
例如，步骤S540的安全设定过程可以包括基于在LAN帧上的可扩展验证协议(EAPOL)通过4路握手的私钥设定过程。此外，该安全设定过程也可以根据未在IEEE 802.11标准中定义的其他安全方案实现。
WLAN演进
为了避免在WLAN通信速度方面的限制，IEEE 802.11n近来已经作为通信标准被建立。IEEE 802.11n目的在于提高网络速度和可靠性以及扩展无线网络的覆盖区域。更加详细地，IEEE 802.11n支持最多540Mbps的高吞吐量(HT)，并且基于多个天线被安装到发射器和接收器中的每一个中的MIMO技术。
随着WLAN技术的广泛使用和WLAN应用的多样化，需要开发能够支持比由IEEE 802.11n支持的数据处理速率更高的HT的新WLAN系统。用于支持非常高吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统是IEEE 802.11n WLAN系统的下一个版本(例如，IEEE 802.11ac)，并且是近来提出的在MAC SAP(媒介接入控制服务接入点)处支持1Gbps以上的数据处理速度的IEEE 802.11WLAN系统的一个。
为了有效率地利用射频(RF)信道，下一代WLAN系统支持其中多个STA能够同时接入信道的MU-MIMO(多用户多输入多输出)传输。根据MU-MIMO传输方案，AP可以同时发送分组给至少一个MIMO配对的STA。
此外，近来已经论述了用于在白空间中支持WLAN系统操作的技术。例如，已经在IEEE 802.11af标准下论述用于在诸如由于到数字TV的转变而留下的空闲频带(例如，54～698MHz带)的白空间(TV WS)中引入WLAN系统的技术。但是，仅为了说明性目的公开在上面提及的信息，并且白空间可以是能够主要地仅由许可用户使用的许可带。许可用户可以是具有权限使用许可带的用户，并且也可以称为许可设备、主用户、现任用户等。
例如，在白空间(WS)中操作的AP和/或STA必须提供用于保护许可用户的功能。例如，假定在诸如麦克风的许可用户以从WS带占用特定带宽的方式已经使用按规定划分的频带的特定的WS信道，AP和/或STA不能够使用与相应的WS信道相对应的频带以便保护许可用户。此外，在许可用户使用被用于当前帧的传输和/或接收的频带的条件下，AP和/或STA必须停止使用相应的频带。
因此，AP和/或STA必须确定是否使用WS带的特定的频带。换言之，AP和/或STA必须确定频道中现任用户或者许可用户的存在或者不存在。用于在特定频带中确定现任用户的存在或者不存在的方案被称为频谱感测方案。能量检测方案、签名检测方案等可以被用作频谱感测机制。如果接收信号的强度超过预定值，或者当检测到DTV前导时，AP和/或STA可以确定现任用户正在使用该频带。
M2M(机器对机器)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IEEE 802.11WLAN系统中用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IEEE 802.11ah。M2M通信指的是包括一个或多个机器的通信方案，或者也可以称为机器型通信(MTC)或者机器对机器(M2M)通信。在这样的情况下，机器可以是不要求用户的直接操纵和干涉的实体。例如，不仅包括RF模块的测量计或者售货机，而且能够在没有用户干涉/处理的情况下通过自动接入网络执行通信的用户设备(UE)(诸如智能电话)，可以是这样的机器的示例。M2M通信可以包括设备对设备(D2D)通信，和在设备与应用服务器之间的通信等。作为在设备与应用服务器之间的通信的示例，存在在售货机和应用服务器之间的通信，在销售点(POS)设备和应用服务器之间的通信，以及在电表、煤气表或者水表与应用服务器之间通信。基于M2M通信的应用可以包括安全、运输、医疗等。在考虑到在上面提到的应用示例的情况下，M2M通信必须支持在包括大量设备的环境下有时候以低速度发送/接收少量的数据的方法。
更加详细地，M2M通信必须支持大量的STA。虽然当前的WLAN系统假设一个AP与最多2007个STA相关联，在M2M通信中最近已经论述了用于支持其中更多的STA(例如，大约6000个STA)与一个AP相关联的其他情形的各种方法。此外，所期待的是，用于支持/请求低传送速率的许多应用存在于M2M通信中。为了平滑地支持许多STA，WLAN系统可以基于TIM(业务指示映射)识别要向STA发送的数据的存在与否，并且最近已经论述了用于减小TIM的位图大小的各种方法。此外，所期待的是，具有非常长的传输/接收间隔的很多业务数据存在于M2M通信。例如，在M2M通信中，非常少量的数据(例如，电/气/水计量)需要以长的间隔(例如，每月)发送。因此，尽管在WLAN系统中与一个AP相关联的STA的数目增加，但是许多的开发者和公司对能够有效率地支持其中存在每一个具有在一个信标时段期间要从AP接收的数据帧的非常少量的STA的情况的WLAN系统进行深入研究。
如上所述，WLAN技术正在迅速地发展，并且不仅在上面提到的示例性技术，而且诸如直接链路建立的其他技术，介质流吞吐量的改进，高速和/或大规模的初始会话设定的支持，和扩展带宽和工作频率的支持正在集中发展中。
介质接入机制
在基于IEEE 802.11的WLAN系统中，MAC(介质接入控制)的基本接入机制是具有冲突避免(CSMA/CA)机制的载波监听多址。CSMA/CA机制，也称为IEEE 802.11MAC的分布协调功能(DCF)，并且基本上包括“先听后讲”接入机制。根据在上面提及的接入机制，在数据传输之前，AP和/或STA可以在预先确定的时间间隔期间[例如，DCF帧间间隔(DIFS)]执行用于感测RF信道或者介质的空闲信道评估(CCA)。如果确定介质处于空闲状态，则通过相应的介质的帧传输开始。另一方面，如果确定介质处于占用状态，则相应的AP和/或STA没有开始传输，建立用于介质接入的延迟时间(例如，随机退避时段)，并且等待预定时间之后尝试开始帧传输。通过随机退避时段的应用，所期待的是，在等待不同的时间之后，多个STA将尝试开始帧传输，导致最小冲突。
此外，IEEE 802.11MAC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF基于DCF和点协调功能(PCF)。PCF指的是基于轮询的同步接入方案，其中以所有接收(Rx)AP和/或STA能够接收数据帧的方式执行定期的轮询。此外，HCF包括增强的分布信道接入(EDCA)和HCF控制的信道接入(HCCA)。当由提供商提供给多个用户的接入方案是以竞争为基础时实现EDCA。基于轮询机制，通过基于无竞争信道接入方案实现HCCA。此外，HCF包括用于改善WLAN的服务质量(QoS)的介质接入机制，并且可以在竞争时段(CP)和无竞争时段(CFP)两者中发送QoS数据。
图6是图示退避过程的概念图。
在下文中将会参考图6描述基于随机退避时段的操作。如果占用或者忙碌状态的介质转换为空闲状态，则STA可以尝试发送数据(或者帧)。作为用于实现最小数目的冲突的方法，每个STA选择随机退避计数，等待对应于选择的退避计数的时隙时间，并且然后尝试开始数据传输。随机退避计数是伪随机整数，并且可以被设置为0至CW值中的一个。在这样的情况下，CW指的是竞争窗口参数值。虽然通过CWmin表示CW参数的初始值，在传输失败的情况下(例如，在没有接收到传输帧的ACK的情况下)初始值可以被加倍。如果通过CWmax表示CW参数值，则维持CWmax直至数据传输成功，并且同时能够尝试开始数据传输。如果数据传输成功，则CW参数值被重置为CWmin。优选地，CW、CWmin和CWmax被设置为2n-1(其中n＝0、1、2、…)。
如果随机退避过程开始操作，则STA连续地监测介质，同时响应于被决定的退避计数值递减计数退避时隙。如果介质被监测为占用状态，则停止递减计数并且等待预定的时间。如果介质处于空闲状态，则剩余的递减计数重新开始。
如在图6的示例中所示，如果发送到STA3的MAC的分组到达STA3，则STA3确认在DIFS期间该介质处于空闲状态中，并且可以直接开始帧传输。同时，剩余的STA监测是否介质处于忙碌状态中，并且等待预定的时间。在预定的时间期间，要发送的数据可能在STA1、STA2和STA5的每一个中出现。如果介质处于空闲状态中，则每个STA等待DIFS时间，并且然后响应于由每个STA选择的随机退避计数值执行退避时隙的递减计数。图6的示例示出，STA2选择最低的退避计数值，并且STA1选择最高的退避计数值。即，在STA2完成退避计数之后，在帧传输开始时间STA5的残留退避时间比STA1的残留退避时间短。当STA2占用介质时STA1和STA5中的每一个临时地停止递减计数，并且等待预定的时间。如果STA2的占用完成，并且介质返回到空闲状态，则STA1和STA5中的每一个等待预定的时间DIFS，并且重新开始退避计数。即，在残留退避时隙之后，只要残留退避时间被递减计数，则帧传输可以开始操作。因为STA5的残留退避时间比STA1的更短，所以STA5开始帧传输。同时，在STA2占用介质时，要发送的数据可能出现在STA4中。在这样的情况下，当介质处于空闲状态时，STA4等待DIFS时间，响应于由STA4选择的随机退避计数值执行递减计数，然后开始帧传输。图6示例性地示出STA5的残留退避时间偶然与STA4选择的随机退避计数值相同的情况。在这样的情况下，可能在STA4和STA5之间出现不可期待的冲突。如果冲突在STA4和STA5之间出现，则STA4和STA5中的每一个没有接收ACK，导致数据传输失败的发生。在这样的情况下，STA4和STA5中的每一个增加CW值到两倍，并且STA4或者STA5可以选择随机退避计数值，并且然后执行递减计数。同时，当由于STA4和STA5的传输导致介质处于占用状态时，STA1等待预定的时间。在这样的情况下，如果介质处于空闲状态，则STA1等待DIFS时间，并且然后在残留退避时间经过之后开始帧传输。
STA感测操作
如上所述，CSMA/CA机制不仅包括AP和/或STA能够直接地感测介质的物理载波感测介质，而且包括虚拟载波感测机制。虚拟载波感测机制能够解决在介质接入中遇到的一些问题(诸如隐藏节点问题)。对于虚拟载波感测，WLAN系统的MAC能够利用网络分配矢量(NAV)。更加详细地，借助于NAV值，其中的每一个当前使用介质或者具有使用介质权限的AP和/或STA，可以向另一AP和/或另一STA通知其中介质可用的剩余时间。因此，NAV值可以对应于其中介质将由被配置以发送相应的帧的AP和/或STA使用的预留的时段。已经接收到NAV值的STA可以在相应的预留的时间期间禁止介质接入(或信道接入)。例如，NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值来设置。另外，NAV的值被计算/确定为毫秒的单位。
稳健冲突检测机制已经被提出以降低这样的冲突的概率，并且将会参考图7和8给出其详细描述。尽管实际的载波感测范围不同于传输范围，但是为了描述方便并且更好地理解本发明假定实际的载波感测范围与传输范围相同。
图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。
图7(a)示例性地示出隐藏节点。在图7(a)中，STA A与STAB通信，并且STA C具有要发送的信息。在图7(a)中，在STA A将信息发送到STA B的条件下，当在数据被发送到STA B之前执行载波感测时，STA C可以确定介质处于空闲状态中。因为在STA C的位置处不可以检测到STA A(即，占用介质)的传输，所以确定介质是处于空闲状态下。在这样的情况下，STA B同时接收STA A的信息和STAC的信息，导致冲突的发生。在此，STA A可以被视为是STA C的隐藏节点。
图7(b)示例性地示出暴露节点。在图7(b)中，在STA B将数据发送给STA A的条件下，STA C具有要发送到STA D的信息。如果STA C执行载波感测，则可以确定由于STA B的传输导致介质被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D的信息，但是感测到介质占用的状态，使得STA C必须等待预定的时间(即，待机模式)直到介质处于空闲状态。然而，因为STA A实际上位于STA C的传输范围之外，所以从STA A的观点来看，来自STA C的传输可能不与来自STA B的传输冲突，使得STA C没有必要进入待机模式直到STA B停止传输。在这里，STA C被称为STA B的暴露节点。
图8是图示RTS(请求发送)和CTS(清除发送)的概念视图。
为了在上面提及的图7的情形下有效率地利用冲突避免机制，能够使用短信令分组，诸如RTS(请求发送)和CTS(清除发送)。可以通过外围STA旁听在两个STA之间的RTS/CTS，使得外围STA可以考虑信息是否在两个STA之间通信。例如，如果要被用于数据传输的STA将RTS帧发送到已经接收数据的STA，则已经接收数据的STA将CTS帧发送给外围STA，并且可以通知外围STA该STA将要接收数据。
图8(a)示例性地示出用于解决隐藏节点问题的方法。在图8(a)中，假定STA A和STA C的每一个准备将数据发送给STA B。如果STA A将RTS发送给STA B，则STA B将CTS发送给位于STA B附近的STA A和STA C中的每一个。结果，STA C必须等待预定的时间直到STA A和STA B停止数据传输，使得防止冲突发生。
图8(b)示例性地示出用于解决暴露节点的问题的方法。STA C执行在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输的旁听，使得STA C可以确定没有冲突，尽管其将数据发送给另一个STA(例如，STA D)。即，STA将RTS发送给所有外围STA，并且仅具有要被实际发送的数据的STA A能够发送CTS。STA C仅接收RTS并且不接收STA A的CTS，使得能够识别STA A位于STA C的载波感测范围的外部。
功率管理
如上所述，在STA执行数据传输/接收之前WLAN系统不得不执行信道感测。始终感测信道的操作引起STA的持续的功率消耗。在接收(Rx)状态和传输(Tx)状态之间在功率消耗方面没有很大的不同。Rx状态的连续保持可能引起功率被限制的STA(即，由电池操作的STA)的大的负载。因此，如果STA保持Rx待机模式使得持续地感测信道，则就WLAN吞吐量而言，功率被无效率地耗费，而没有特殊的优势。为了解决在上面提及的问题，WLAN系统支持STA的功率管理(PM)模式。
STA的PM模式被分类成主动模式和省电(PS)模式。基本上在主动模式下操作STA。在主动模式下操作的STA保持唤醒状态。如果STA处于唤醒状态，则STA通常可以执行操作使得其能够执行帧传输/接收、信道扫描等。另一方面，在PS模式下操作的STA被配置为从瞌睡状态切换到唤醒状态，或者反之亦然。以最小功率操作在睡眠模式下操作的STA，并且不执行帧传输/接收和信道扫描。
功率消耗量与其中STA处于睡眠状态下的具体时间成比例地减少，使得响应于减少的功率消耗增加STA操作时间。然而，不能够在睡眠状态下发送或者接收帧，使得STA不能够强制地操作长的时间段。如果存在要被发送到AP的帧，则在睡眠状态下操作的STA被切换到唤醒状态，使得其在唤醒状态下能够发送/接收帧。另一方面，如果AP具有发送到STA的帧，则睡眠状态的STA不能接收该帧并且不能够识别要接收的帧的存在。因此，STA可能需要根据特定时段切换到唤醒状态，以便于识别要发送到STA的帧的存在或者不存在(或者为了接收指示帧的存在的信号，假定决定要被发送到STA的帧的存在)。
图9是图示功率管理(PM)操作的概念图。
参考图9，AP 210在步骤中以预定时段的间隔将信标帧发送给BSS中存在的STA(S211、S212、S213、S214、S215、S216)。信标帧包括TIM信息元素。TIM信息元素包括关于与AP 210相关联的STA的被缓冲的业务，并且包括指示帧要被发送的特定信息。TIM信息元素包括用于指示单播帧的TIM和用于指示多播或者广播帧的传递业务指示映射(DTIM)。
每当信标帧被发送三次，AP 210可以发送DTIM一次。在PS模式下操作STA1220和STA2222中的每一个。每个唤醒间隔STA1220和STA2222中的每一个从睡眠状态切换到唤醒状态，使得STA1220和STA2222可以被配置为接收通过AP 210发送的TIM信息元素。每个STA可以基于其自身的本地时钟计算切换开始时间，在该切换开始时间处每个STA可以开始切换到唤醒状态。在图9中，假定STA的时钟与AP的时钟相同。
例如，可以以每个信标间隔STA1220能够切换到唤醒状态以接收TIM元素的方式配置预定的唤醒间隔。因此，当在步骤S211中AP 210首先发送信标帧时在步骤S221中STA1220可以切换到唤醒状态。STA1220接收信标帧，并且获得TIM信息元素。如果获得的TIM元素指示要被发送到STA1220的帧的存在，则在步骤S221a中STA1220可以将请求AP 210发送帧的省电轮询(PS轮询)帧发送到AP 210。在步骤S231中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA1220。已经接收到帧的STA1220被重新切换到睡眠状态，并且在睡眠状态下操作。
当AP 210第二次发送信标帧时，获得其中由另一设备接入介质的忙碌的介质状态，在步骤S212中AP 210可以不以精确的信标间隔发送信标帧，并且可以在被延迟的时间处发送信标帧。在这样的情况下，虽然响应于信标间隔STA1220被切换到唤醒状态，但是其不接收延迟发送的信标帧，使得在步骤S222中其重新进入睡眠状态。
当AP 210第三次发送信标帧时，相应的信标帧可以包括通过DTIM表示的TIM元素。然而，因为给出忙碌的介质状态，所以在步骤S213中在被延迟的时间处AP 210发送信标帧。STA1220响应于信标间隔被切换到唤醒状态，并且可以通过由AP 210发送的信标帧获得DTIM。假定通过STA1220获得的DTIM不具有要发送到STA1220的帧，并且存在用于另一STA的帧。在这样的情况下，STA1220确认不存在要在STA1220中接收的帧，并且重新进入睡眠状态，使得STA1220可以在睡眠状态下操作。在AP 210发送信标帧之后，在步骤S232中AP 210将帧发送到相应的STA。
在步骤S214中AP 210第四次发送信标帧。然而，对于STA1220来说不能够通过TIM元素的两次接收获取关于与STA1220相关联的缓存的业务的存在的信息，使得STA1220可以调整用于接收TIM元素的唤醒间隔。可替选地，倘若用于STA1220的唤醒间隔值的协调的信令信息被包含在由AP 210发送的信标帧中，则STA1220的唤醒间隔值可以被调整。在本示例中，已经被切换以每个信标间隔接收TIM元素的STA1220可以被切换到其中每三个信标间隔一次STA1220能够从睡眠状态唤醒的另一操作状态。因此，当AP 210在步骤S214中发送第四信标帧并且在步骤S215中发送第五信标帧时，STA1220保持睡眠状态，使得其不能够获得相应的TIM元素。
当在步骤S216中AP 210第六次发送信标帧时，STA1220被切换到唤醒状态并且在唤醒状态下操作，使得在步骤S224中STA1220不能够获得被包含在信标帧中的TIM元素。TIM元素是指示广播帧的存在的DTIM，使得在步骤S234中STA1220没有将PS轮询帧发送给AP 210并且可以接收由AP 210发送的广播帧。同时，STA2230的唤醒间隔可以比STA1220的唤醒间隔长。因此，STA2230在AP 210第五次发送信标帧的特定的时间S215处进入唤醒状态，使得在步骤S241中SAT2230可以接收TIM元素。STA2230通过TIM元素识别要被发送到STA2230的帧的存在，并且在步骤S241a中将PS轮询帧发送到AP 210以便请求帧传输。在步骤S233中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA2230。
为了操作/管理如图9中所示的省电(PS)模式，TIM元素可以包括指示要发送到STA的帧存在或者不存在的TIM，或者指示广播/多播帧的存在或者不存在的DTIM。可以通过TIM元素的字段设置来实施DTIM。
图10至12是图示已经接收到业务指示映射(TIM)的STA的详细操作的概念图。
参考图10，STA从睡眠状态切换到唤醒状态，使得从AP接收包括TIM的信标帧。STA解释接收到的TIM元素使得其能够识别要发送到STA的缓存的业务的存在或者不存在。在STA与其他STA竞争以接入介质用于PS轮询帧传输之后，STA可以将用于请求数据帧传输的PS轮询帧发送给AP。已经接收到由STA发送的PS轮询帧的AP可以将帧发送给STA。STA可以接收数据帧，并且然后响应于接收的数据帧将ACK帧发送给AP。其后，STA可以重新进入睡眠状态。
如能够从图10中看到，根据立即响应方案AP可以操作，使得AP从STA接收PS轮询帧，并且在经过预定的时间[例如，短帧间间隔(SIFS)]之后发送数据帧。相反地，在SIFS时间期间已经接收到PS轮询帧的AP没有准备要被发送到STA的数据帧，使得AP可以根据延期响应方案操作，并且在下文中将会参考图11描述其详细描述。
其中STA从睡眠状态切换到唤醒状态、从AP接收TIM，并且通过竞争将PS轮询帧发送到AP的图11的STA操作，与图10的操作相同。如果已经接收到PS轮询帧的AP在SIFS时间期间没有准备数据帧，则AP可以将ACK帧发送到STA替代发送数据帧。如果在ACK帧的传输之后准备数据帧，则在这样的竞争完成之后AP可以将数据帧发送到STA。STA可以将指示数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP，并且可以被转换到睡眠状态。
图12示出其中AP发送DTIM的示例性情况。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态，以便从AP接收包括DTIM元素的信标帧。通过接收到的DTIM，STA可以识别将被发送的多播/广播帧。在发送包括DTIM的信标帧之后，AP可以在没有发送/接收PS轮询帧的情况下直接地发送数据(即，多播/广播帧)。当在接收到包括DTIM的信标帧之后STA连续地保持唤醒状态时，STA可以接收数据，并且然后在数据接收完成之后切换到睡眠状态。
帧结构
图13是用于解释在802.11系统中使用的示例性帧格式的图。
物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元(PPDU)帧格式可以包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、信号(SIG)字段、以及数据字段。最基本的(例如，非HT)PPDU帧格式可以由传统STF(L-STF)字段、传统LTF(L-LTF)字段、SIG字段、以及数据字段组成。另外，根据PPDU帧格式类型(例如，HT混合格式PPDU、HT未开发格式PPDU、VHT PPDU等)，最基本的PPDU帧格式可以进一步包括在SIG字段和数据字段之间的附加的字段(即，STF、LTF以及SIG字段)。
STF是用于信号检测、自动增益控制(AGC)、分集选择、精确的时间同步等的信号。LTF是用于信道估计、频率误差估计等的信号。STF和LTF的总和可以被称为PCLP前导。PLCP前导可以被称为用于OFDM物理层的同步和信道估计的信号。
SIG字段可以包括速率字段、长度字段等。速率字段可以包括关于数据调制和编译速率的信息。长度字段可以包括关于数据长度的信息。此外，SIG字段可以包括奇偶字段、SIG尾部比特等。
数据字段可以包括服务字段、PLCP服务数据单元(PSDU)、以及PPDU尾部比特。如有必要，数据字段可以进一步包括填充比特。服务字段中的一些比特可以被用于同步接收器的加扰器。PSDU可以对应于在MAC层中定义的MAC PDU(协议数据单元)，并且可以包括在更高层中产生/使用的数据。PPDU尾部比特可以允许编码器返回到零(0)的状态。填充比特可以被用于根据预定的单元调节数据字段的长度。
根据各种MAC帧格式定义MAC PDU，并且基本的MAC帧可以由MAC报头、帧主体、以及帧校验序列组成。MAC帧是由MAC PDU组成，使得其能够通过PPDU帧格式的数据部分的PSDU被发送/接收。
MAC报头可以包括帧控制字段、持续时间/ID字段、地址字段等。帧控制字段可以包括用于帧传输/接收所必需的控制信息。持续时间/ID字段可以被建立为用于发送相应的帧等的特定时间。对于MAC报头的序列控制、QoS控制和HT控制子字段的详细描述可以参考IEEE802.11-2012标准文献。
MAC报头的帧控制字段可以包括协议版本、类型、子类型、到DS、来自DS、更多分段、重试、功率管理、更多数据、保护的帧、以及顺序子字段。帧控制字段的单独的子字段的详细描述可以参考IEEE802.11-2012标准文献。
另一方面，空数据分组(NDP)帧格式可以指示不具有数据分组的帧格式。即，NDP帧包括通用的PPDU格式的PLCP报头部分(即，STF、LTF、以及SIG字段)，而其没有包括剩余部分(即，数据字段)。NDP帧可以被称为短帧格式。
TXOP截断
如果能够接入信道的STA能够使用EDCA清空其自己的传输序列，则剩余的时间持续时间足以进行帧传输，无竞争(CF)-END帧能够被发送。通过CF-END帧的传输，相应的STA能够明确地表示其传输机会(TXOP)的结束。在这样的情况下，TXOP被定义为时间间隔，在该时间间隔期间特定的STA具有在无线电介质上发起帧交换的权利，并且能够通过开始时序点和最大间隔值建立时间间隔。
被配置成发送CF-END帧的TXOP拥有者不应在当前TXOP内发起附加的帧交换序列。
非AP STA而不是TXOP拥有者必须不发送CF-END帧。
已经接收到CF-END帧的STA可以将CF-END帧解释为NAV重置。即，相应的STA可以在包括CF-END帧的数据单元(例如，PPDU)的结束时间处将NAV定时器重置为零。
如果AP接收具有与AP的BSSID相同的BSSID的CF-END帧，则其在SIFS时间经过之后发送CF-END帧使得应答CF-END帧。
通过TXOP拥有者的单个CF-END帧的传输可以重置能够收听相应的TXOP拥有者的传输的STA的NAV。而STA不能够收听引起NAV重置的CF-END帧，可能存在能够收听被配置成重置NAV的TXOP回答者的传输的其他STA。(例如，隐藏节点的情形)。在原始的NAV保留的期满之前STA可以防止介质中的竞争。
图14是图示TXOP截断的示例的概念图。
STA能够使用EDCA信道接入来接入介质。其后，STA能够发送NAV设置序列(例如，RTS/CTS)。在SIFS时间经过之后，STA发送发起者序列，使得在TXOP拥有者和TXOP回答者之间能够执行多个PPDU的传输/接收。在PPDU传输/接收序列的结束时间处，如果TXOP拥有者不具有适合于相应的TXOP内的传输的数据，则TXOP拥有者STA发送CF-END帧使得截断TXOP操作。
已经接收到CF-END帧的STA可以重置它们的NAV并且因此能够在没有引起附加的延迟的情况下发起介质中的竞争。
如上所述，如果已经获取TXOP的STA不再具有要被发送的数据时，TXOP拥有者(或者所有者)通过广播CF-END帧可以截断TXOP操作。已经接收到CF-END帧的STA可以重置NAV并且在CF-END帧经过之后可以发起信道接入(或者信道中的竞争)。
TIM结构
在基于在图9至图12中示出的TIM(或者DTIM)协议的省电(PS)模式的操作和管理方法中，STA可以通过被包含在TIM元素中的STA识别信息确定要为STA发送的数据帧的存在或者不存在。STA识别信息可以是与当STA与AP相关联时要分配的关联标识符(AID)相关联的特定信息。
AID被用作一个BSS内的每个STA的唯一的ID。例如，在当前WLAN系统中使用的AID可以被分配给1至2007中的一个。在当前WLAN系统的情况下，用于AID的14个比特可以被分配给通过AP和/或STA发送的帧。尽管AID值可以被指配为最大值16383，但是2008～16383的值可以被设置为保留值。
根据传统定义的TIM元素不适合于M2M应用的应用，通过该M2M应用许多的STA(例如，至少2007个STA)与一个AP相关联。如果在没有任何变化的情况下扩展常规TIM结构，则TIM位图大小过多地增加，使得不能够使用传统帧格式支持扩展的TIM结构，并且扩展的TIM结构不适合于其中考虑到低传输速率的应用的M2M通信。另外，预期在一个信标时段期间存在非常少量的均具有Rx数据帧的STA。因此，根据在上面提及的M2M通信的示例性应用，预期TIM位图大小被增加并且大多数比特被设置为零(0)，使得需要能够有效率地压缩这样的位图的技术。
在传统位图压缩技术中，从位图的头部省略连续的0的值(其中的每一个被设置为零)，并且被省略的结果可以被定义为偏移(或者开始点)值。然而，尽管均包括被缓冲的帧的STA在数目上小，如果在相应的STA的AID值之间存在大的不同，则压缩效率不高。例如，假定要仅被发送到具有10的AID的第一STA和具有2000的AID的第二STA的帧被缓冲，压缩的位图的长度被设置为1990，除了两个边缘部分之外的剩余部分被指配零(0)。如果与一个AP相关联的STA在数目上小，则位图压缩的无效率没有引起严重的问题。然而，如果与一个AP相关联的STA的数目增加，则这样的无效率可能劣化整个系统吞吐量。
为了解决在上面提及的问题，AID被划分为多个组使得能够使用AID更加有效率地发送数据。指定的组ID(GID)被分配给每个组。在下文中参考图13描述基于这样的组分配的AID。
图15(a)是图示基于组的AID的概念图。在图13(a)中，位于AID位图的前部分处的一些比特可以被用于指示组ID(GID)。例如，能够使用AID位图的前两个比特指定四个GID。如果通过N个比特表示AID位图的总长度，则前两个比特(B1和B2)可以表示相应的AID的GID。
图15(b)是图示基于组的AID的概念图。在图15(b)中，根据AID的位置可以分配GID。在这样的情况下，通过偏移和长度值可以表示具有相同GID的AID。例如，如果通过偏移A和长度B表示GID 1，则这意指位图上的AID(A～A+B-1)分别被设置为GID 1。例如，图15(b)假定AID(1～N4)被划分为四个组。在这样的情况下，通过1～N1表示被包含在GID 1中的AID，并且通过偏移1和长度N1可以表示在此组中包含的AID。通过偏移(N1+1)和长度(N2-N1+1)可以表示在GID 2中包含的AID，并且通过偏移(N2+1)和长度(N3-N2+1)可以表示在GID 3中包含的AID，并且通过偏移(N3+1)和长度(N4-N3+1)可以表示在GID 4中包含的AID。
在使用前述的基于组的AID的情况下，根据单独的GID在不同的时间间隔中允许信道接入，能够解决通过与大量的STA相比较的不充足数量的TIM元素引起的问题并且同时能够有效率地发送/接收数据。例如，在特定的时间间隔期间，仅对于与特定组相对应的STA允许信道接入，并且不可以允许对于剩余的STA的信道接入。其中允许仅对于特定的STA的接入的预定时间间隔也可以被称为限制接入窗口(RAW)。
在下文中将会参考图15(c)描述基于GID的信道接入。如果AID被划分为三个组，则在图15(c)中示例性地示出根据信标间隔的信道接入介质。第一信标间隔(或者第一RAW)是其中允许对于与被包含在GID 1中的AID相对应的STA的信道接入，并且不允许被包含在其他GID中的STA的信道接入的特定间隔。为了在上面提及的结构的实现，在第一信标帧中包含仅被用于与GID 1相对应的AID的TIM元素。在第二信标帧中包含仅被用于与GID 2相对应的AID的TIM元素。因此，在第二信标间隔(或者第二RAW)期间仅允许对于与GID 2中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第三信标帧中包含仅用于具有GID 3的AID的TIM元素，使得使用第三信标间隔(或者第三RAW)允许对于与在GID 3中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第四信标帧中包含仅被用于均具有GID 1的AID的TIM元素，使得使用第四信标间隔(或者第四RAW)允许对于与在GID 1中包含的AID相对应的STA的信道接入。其后，在继第五信标间隔之后的每个信标间隔中(或者在继第五RAM之后的每个RAW中)可以仅允许对于与通过在相应的信标帧中包含的TIM指示的特定组相对应的STA的信道接入。
尽管图15(c)示例性地示出根据信标间隔被允许的GID的顺序是周期的或者循环的，但是本发明的范围或者精神不限于此。即，仅被包含在特定GID中的AID可以被包含在TIM元素中，使得在特定时间间隔(例如，特定RAW)期间允许对于与特定AID相对应的STA的信道接入，并且不允许对于剩余的STA的信道接入。
图16是图示基于组的信道接入的概念图。
如上所述，当基于AID配置至少一个组并且允许在用于每个组的时间间隔、其中能够建立所有STA的信道接入的特定时间间隔(即，所有信道接入的时间间隔)期间允许信道接入。可替选地，在所有信道接入的时间间隔期间，仅与AP不相关联的STA可以在没有限制的情况下通过信道接入将帧发送到AP。
如果以信标间隔为单位建立其中如在图16(a)中所示允许被包含在特定组中的STA的信道接入的时间间隔，则特定的信标间隔可以被设置为所有-信道-接入间隔。
被包含在一个信标间隔中的一些时间间隔可以被设置为如在图16(b)中所示的所有-信道-接入时间间隔，并且其他一些部分可以被设置为被包含在特定组中的STA的允许-信道-接入的时间间隔。
可以通过将一个信标间隔划分成数个分段来建立在图16(c)中所示的基于组的信道接入时间间隔。例如，假定AID被分类成三个组，一个信标间隔可以被划分成四个时间间隔。在这样的情况下，四个时间间隔中的一个可以被设置为所有-信道-接入时间间隔，并且剩余的三个时间间隔可以分别被指配给单独的组。
附加的时间间隔可以被建立在如在图16(d)中所示的一个信标间隔中。例如，假定AID被分类成三个组，一个信标间隔可以被划分成6个时间间隔。来自于6个时间间隔之中的三个时间间隔可以分别被分配给单独的组，并且剩余的3个间隔可以被分配给所有-信道-接入时间间隔。虽然图16(d)交替地示出被分配给每个组的时间间隔和所有-信道-接入时间间隔，但是本发明的范围或者精神不限于此并且能够在没有变化的情况下能够被应用于其他示例。
前述的基于组的AID分配方案也可以被称为TIM的分级结构。即，总的AID空间被划分为多个块，并且可以允许对于与具有除了“0”之外的剩余值中的任意一个的特定块相对应的STA(即，特定组的STA)的信道接入。因此，如果大尺寸的TIM被划分为小尺寸的块/组，则STA能够容易地保持TIM信息，并且根据STA的分类、QoS或者用途可以容易地管理块/组。尽管图15示例性地示出2级的层，但是可以配置由两个或者更多个级别组成的分级的TIM结构。例如，总的AID空间可以被划分为多个寻呼组，每个寻呼组可以被划分为多个块，并且每个块可以被划分为多个子块。在这样的情况下，根据图15(a)的扩展版本，AID位图的前N1个比特可以表示寻呼ID(即，PID)，接下来的N2比特可以表示块ID，接下来的N3比特可以表示子块ID，并且剩余的比特可以表示被包含在子块中的STA比特的位置。
在本发明的示例中，用于将STA(或者被分配给相应的STA的AID)划分成预定的分级组单元，并且管理划分的结果的各种方案可以被应用于实施例，然而，基于组的AID分配方案不限于上述示例。
RAW中的TXOP截断
如在图15和图16中所示，假定信道接入时间间隔被分类成第一时间间隔(例如，被分配给特定组的RAW)，其中仅被包括在特定组中的STA被限制性地允许；以及第二时间间隔(例如，所有-信道-接入时间间隔)，其中与AP不相关联的一个STA或者所有的STA的使用被允许，需要保护其中用于每个信道接入时间间隔的相应的间隔的使用被允许的STA的信道接入。
其中用于被包含在特定组中的STA的信道接入被限制性地允许的特定时间间隔被称为被限制的接入窗口(RAW)。用于除了其中允许用于特定的RAW的信道接入的一些STA之外的其他STA的信道接入没有被许可。其他STA必须建立用于与RAW相对应的特定时间的网络分类向量(NAV)。因此，其他STA可以不在与RAW相对应的特定时间期间尝试执行信道接入。
图17是图示RAW参数集信息元素(IE)的示例性格式的概念图。
在图17中，元素ID字段可以被设置为指示相应的信息元素(IE)是RAQ参数集(RPS)IE的特定值。
长度字段可以被设置为指示后续字段的长度的特定值。
GID字段可以被设置为特定值，该特定值指示STA，其中在通过被限制的接入窗口开始偏移和被限制的接入窗口持续时间指定的时间间隔内允许信道接入。
被限制的接入窗口开始偏移字段可以被设置为指示RAW的开始点的特定值。例如，信标帧的结束时间可以被设置为RAW时间偏移值。
被限制的接入窗口持续时间字段可以被设置为指示RAW持续时间的特定值。
AP可以通过信标帧等将RAW参数集(RPS)IE发送到STA，如在图17中所示。允许对于来自已经接收到RPS IE的多个STA之中的仅一些STA(或者被包含在相应的GID中)的信道接入，并且没有被分配给相应的RAW的STA(或者没有被包含在相应的GID中)可以在RAW期间建立NAV。
其中在RAW时间内允许信道接入的STA可以通过EDCA回退执行信道接入。例如，如果在仲裁帧间空间(AIFS)时间期间信道处于空闲模式，则STA在与竞争窗口相对应的特定时间期间执行载波感测。如果信道处于空闲模式中，则STA能够发送帧。
在这样的情况下，控制帧(例如，RTS、CTS或者ACK帧等)、DATA帧、管理帧等中的每一个可以包括持续时间字段。来自于已经接收到上述帧的多个STA之中的其他STA，而不是相应的帧的目的地STA可以基于持续时间字段值建立NAV并且然后推迟信道接入。通过上述的NAV配置过程，被包括在隐藏模式中的STA可以不在物理载波感测合成信道(或者介质)处于空闲状态下并且NAV被建立的条件下尝试执行信道接入，使得正在进行的帧交换不被中断。
通过EDCA机制，通过EDCA机制已经成功地执行信道接入的STA能够在TXOP时间期间发送一个或者多个帧。在这样的情况下，能够通过被包含在传输帧中的持续时间字段的值通过其他STA的NAV配置能够实现STA的TXOP保护。
通常，TXOP可以在与TXOP限制相对应的预定时间期间建立NAV，不考虑UE的实际传输时间。如果要被发送的帧不再存在，则诸如CF-END的帧被发送使得其他STA能够识别帧的存在并且能够执行NAV的重置。确定的STA的NAV重置可以指示相应的STA能够尝试执行信道接入(即，相应的STA可以在没有进一步延迟的情况下开始对于介质的竞争)。
在被分配给特定的RAW的STA通过EDCA介质执行信道接入之后，相应的STA能够假定相应的STA发送CF-END帧以执行它们的TXOP的截断。当被包括在RAW中的其他STA识别用作TXOP持有者的STA的TXOP截断并且尝试执行信道接入时CF-END帧被使用。然而，根据传统的TXOP截断机制，已经接收到CF-END帧的所有其他STA的NAV被重置。即，通过在特定的RAW的持续时间还没有被终止的条件下从确定的STA发送的CF-END帧，没有被分配给特定的RAW的其他STA的NAV能够被重置。在这样的情况下，虽然其他STA没有被分配给特定的RAW，但是由于NAV重置可以在特定的RAW中出现信道接入尝试。
根据实施例，假定其中仅限制性地允许特定的STA的信道接入的预定时间间隔被建立，仅对于特定的STA可以执行在预定时间间隔中执行的TXOP截断。
在本发明的下述示例中，通过“RAW”示例性地表示预定的时间间隔，并且本发明的TXOP截断方法可以被称为“RAW中的TXOP截断”。然而，本发明的范围或者精神不限于此，并且本发明也能够被应用于用于在其中通过EDCA机制仅特定的STA执行信道接入的任意的时间间隔内执行TXOP截断的方法。
根据本发明的“RAW中的TXOP截断”方法的一个示例，在RAW被建立之后，虽然没有被包含在被分配给RAW的组中的STA在RAW分段期间接收CF-END帧，但是STA可以忽略或者丢弃接收到的CF-END帧。CF-END帧的忽略或者丢弃可以指示在CF-END帧的接收期间NAV没有被重置(即，先前建立的NAV被保持并且信道接入没有被尝试)。同时，当在RAW分段期间接收CF-END帧时被包括在被分配给RAW的组中的STA可以重置NAV(即，能够尝试信道接入)。
根据本发明的示例，TXOP截断操作的规则能够被简单地嵌入并且被分配给RAW的STA能够被保护。同时，假定被分配给RAW的STA不具有要被发送的帧或者不再接收的帧，在RAW分段期间禁止其他STA的信道接入，使得其中没有一个使用信道的情况可能出现。在这样的情况下，不能够减少与RAW相对应的时间分段并且在早期阶段终止与RAW相对应的时间间隔，由于信道使用效率的减少导致能够劣化系统吞吐量。
根据本发明的“RAW中的TXOP截断”的附加示例，本发明提出用于定义两个不同的END帧的方法。
可以以已经接收到相应的CF-END帧的所有的STA能够执行NAV重置的方式来配置第一类型CF-END帧。即，被分配给RAW的一个STA和没有被分配给RAW的其他STA没有被相互区分，并且指示已经接收到CF-END帧的所有的STA必须执行NAV重置的特定信息可以被包含在相应的CF-END帧中。
第二类型CF-END帧可以被称为被限制的CF-END帧(即，RCF-END帧)。RCF-END帧可以仅允许被包含在特定组的STA在其中允许被包含在特定组中的仅STA的信道接入的特定时间(诸如RAW)期间执行NAV重置。虽然没有被包含在特定组中的其他STA接收RCF-END帧，但是其他STA可以以NAV没有被重置的方式操作。指示仅特定组的STA必须执行NAV重置的特定信息可以被包含在相应的CF-END帧(即，RCF-END帧)中。
图18是图示根据本发明的一个实施例的TXOP截断方案的概念图。
在图18中，假定AP通过信标帧建立用于GID1的RAW。被包含在GID1组中的STA1和STA2可以在GID1的RAW时间期间通过EDCA机制在回退操作完成之后发送帧。在GID1RAW时间期间通过建立NAV没有被包含在GID1组中的STA3可能推迟信道接入。即，被分配给STA3的NAV值可以对应于RAW的时间长度。
假定来自于STA1和STA2之中的STA1首先通过EDCA机制获得TXOP。因此，STA1可以执行RTS传输和CTS接收，并且STA2可以通过被包含在RTS/CTS帧中的持续时间字段建立NAV。通过STA2建立的NAV可以对应于TXOP限制。
STA1能够将数据帧发送到AP并且从AP接收ACK帧。如果要被发送的帧不再存在，则STA1能够发送RCF-END帧(例如，在本发明的示例中示出的第二类型CF-END帧)。已经接收到RCF-END帧的STA2可以执行NAV重置。即，在STA2中原始建立的NAV值可以对应于TXOP限制，并且特定的值被重建以在RCF-END帧的接收结束时间处执行NAV截断。
当STA3从STA1接收RCF-END帧时，STA3可以不执行NAV重置。即，已经接收到RCF-END帧的STA可以仅在特定的条件下执行NAV重置(例如，仅对于在其中仅允许被限制的STA的信道接入的特定时间间隔中使用的被限制的STA能够执行NAV重置)。
与NAV重置相关联的STA2可以通过EDCA机制获得TXOP，执行RTS传输的CTS接收，并且发送数据帧。根据STA2的RTS传输和CTS接收，STA1的NAV可以被建立。STA2可以将数据帧发送到AP，并且可以从AP接收ACK帧。随后，AP可以发送CF-END帧以执行RAW截断。在特定的GID和被分配给特定的RAW的STA之间可以不区分从AP发送的CF-END帧，并且指定用于所有的STA(例如，在本发明的上述示例中示出的第一类型CF-END帧)。因此，已经从AP接收到CF-END帧的所有的STA可以执行NAV重置。
通过将不同的值分配给帧类型字段或者帧控制(FC)字段的子类型字段可以识别用于触发不同的操作的CF-END帧(例如，第一类型CF-END帧或者第二类型CF-End帧(或者RFC-END帧))。可替选地，虽然相同的帧格式被使用，但是可以以能够区分用于触发不同操作的CF-END帧的方式重用或者重新定义在CF-END帧中未使用的特定帧(例如，持续时间字段)。
例如，被配置成发送CF-END帧的STA可以将零“0”或者非零值分配给CF-END帧的持续时间字段。为了允许已经接收到CF-END帧的所有的STA执行NAV重置(即，为了指示第一类型CF-END帧)，CF-END帧的持续时间字段可以被设置为零。相反地，CF-END帧的持续时间字段可以以被配置成满足特定条件的STA(例如，其中在相应的RAW中允许信道接入的STA)执行NAV重置并且没有满足特定条件的其他STA可以不执行NAV重置的方式被设置为非零值(即，以便于指示第二类型CF-END帧)，CF-END帧的持续时间字段可以被设置为非零值。
已经接收到CF-END帧的STA能够被定义为如下。已经接收包括0的持续时段字段的CF-END帧的所有的STA可以执行NAV重置。相反地，当特定的条件被满足时已经接收包括被分配给非零值的持续时间字段的CF-END帧的STA可以执行NAV重置。如果已经接收到包括被分配给非零值的持续时间字段的CF-END帧的STA没有满足特定条件，则相应的STA可以不执行NAV重置并且接收到的CF-END帧可以被忽略或者丢弃。
根据本发明的附加的提议，当CF-END帧的持续时间字段被设置为非零值时，持续时间字段可以被设置为与要被重置的NAV值相对应的非零值，替代将任意的非零值分配给持续时间字段。在这样的情况下，当CF-END帧的持续时间字段的值等于或者小于当前被分配给STA(即，NAV被重置)的NAV值时已经接收到CF-END帧的STA可以减少NAV值。相反地，如果通过STA接收到的CF-END帧的持续时间字段的值高于NAV值，则NAV值没有被减少(即，NAV没有被重置)。即，对于在其中仅满足特定条件的STA执行NAV重置的CF-END帧(或者在上述示例中示出的RCF-END帧)中使用的特定条件可以指示通过持续时间字段指示的值等于或者小于被分配给已经接收到CF-END帧的STA的NAV值。
在图18中示出的CF-END帧(或者RCF-END帧)的持续时间字段可以被设置为指示通过STA1发起的TXOP的剩余时间的特定值。即，因为从STA1发送的CF-END帧的持续时间字段等于或者小于被分配给STA2的NAV值，所以STA2可以执行NAV重置。相反地，被分配给STA3的NAV值可以对应于RAW分段的时间长度。因此，已经从STA1接收到CF-END帧的STA3可以不执行NAV重置，因为CF-END帧的持续时间字段的值高于STA3的NAV值。如果STA3从AP接收CF-END帧(即，其中持续时间字段值被设置为零的CF-END帧)，所以STA3执行NAV重置。
另外，根据本发明的附加的提议，根据其中CF-END帧的持续时间字段被设置为非零值的示例，持续时间字段可以被设置为与要被重置的NAV值相对应的非零值，替代将任意的非零值分配给持续时间字段。在此，已经接收到CF-END帧的STA将CF-END帧的持续时间字段的值与被分配给STA的当前NAV值进行比较。如果两个值彼此相同，则NAV值被减少(即，NAV被重置)。相反地，如果通过STA接收到的CF-END帧的持续时间字段的值不同于NAV值，则NAV值没有被减少(即，NAV没有被重置)。即，对于在其中仅满足特定条件的STA执行NAV重置的CF-END帧(或者在上述示例中示出的RCF-END帧)中使用的特定条件可以指示通过持续时间字段指示的值等于被分配给已经接收到CF-END帧的STA的NAV值。
在图18中示出的从STA1发送的CF-END帧(或者RCF-END帧)的持续时间字段可以被设置为指示通过STA1发起的TXOP的剩余时间的特定值。即，从STA1发送的CF-END帧的持续时间字段的值与被分配给STA2的NAV值相同。因此，已经接收到通过STA1发送的CF-END帧的STA2将CF-END帧的持续时间字段的值与STA2的NAV值进行比较，并且两个值彼此相同，使得STA2的NAV值能够被重置。相反地，被分配给STA3的NAV值可以对应于RAW分段的时间长度。因此，已经接收到从STA1发送的CF-END帧的STA3将CF-END帧的持续时间字段的值与STA1的NAV值进行比较。在此，两个值彼此不同，STA3可以不重置其自己的NAV。如果STA3从AP接收CF-END帧(即，其中零被分配给持续时间字段的CF-END帧)，则STA3执行NAV重置。
在这样的情况下，当通过将当前的NAV值与CF-END帧的持续时间字段的值进行比较确定是否执行STA的NAV重置时，需要考虑STA的时序同步函数(TSF)的精确度。例如，如果CF-END帧的持续时间字段指示50ms(或者50,000μs)，则其意指相应的帧被终止并且NAV必须在经过50ms之后被重置。在使用其中基于被包含在从TXOP持有者发送的帧中的持续时间字段的值配置正常的NAV的STA的情况下，TXOP持有者的TSF和STA TSF可以具有时间误差。在这样的情况下，虽然图9中示出的STA1将指示TXOP剩余时间的特定值分配给CF-END帧的持续时间字段，此值可以不同于STA2的当前NAV值(即，尽管假定根据STA1的最初意图通过STA2决定的NAV值与指示TXOP剩余时间的特定值相同，TSF误差在STA1和STA2中可能出现，使得两个值可以相互不同)。如上所述，因为根据TSF定时器精确度可能出现误差，所以在预定的范围内的不同的值(即，+/-delta)可以被视为相同的值，使得合成值能够被更加适当地用于被包含在RAW中的其他STA的信道接入和最初的TXOP截断。在此，以毫秒为单位计算/决定NAV，并且delta可以被设置为考虑TSF定时器误差的自然数(例如，数个毫秒)。
因此，假定基于STA NAV值通过确定的STA接收到的CF-END帧的持续时间字段的非零值与预定范围的任何值(例如，“NAV值-delta”至“NAV值+delta”)相同，NAV被重置并且介质竞争能够被开始(或者信道接入能够被尝试)。相反地，假定通过确定的STA接收到的CF-END帧的持续时间字段的非零值不同于基于STA NAV值的预定范围的任何值(例如，“NAV值-delta”至“NAV值+delta”)，NAV没被重置并且CF-END帧能够被忽略或者丢弃。
图19是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
在图19中，假定RAW被建立，STA1和STA2可以许可对RAW的信道接入，并且存在其中RAW的信道接入没有被许可的第三方STA。
在RAW中已经获得TXOP的被许可的STA1(即，TXOP持有者)发送DATA帧并且从AP接收ACK帧之后，假定要被发送的帧不再存在，被许可的STA1能够发送CF-END帧。在此，从TXOP持有者的角度来看从被许可的STA1发送的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为通过STA1决定的TXOP时间间隔的剩余时间值(例如，在数据帧的传输之前通过RTS传输和CTS接收可以建立TXOP时间间隔)。已经接收到从STA1发送的CF-END帧的被许可的STA2可以将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此相同(或者如果在“NAV值+/-delta”的范围中包含持续时间字段的值)，则STA2可以执行NAV重置。
与其中用于RAW的信道接入没有被许可的第三方STA相关联，通过信标帧等与RAW分段相对应的NAV可以被建立。因此，如果第三方STA从被许可的STA1接收CF-END帧，则其将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此不同(或者如果持续字段的值没有被包括在“NAV值+/-delta”的范围中)，则第三方STA可以不重置NAV并且可以丢弃CF-END帧。
如果被许可的STA2确认从被许可的STA1发送的CF-END帧的持续时间字段值并且执行NAV重置，则尝试执行信道接入(例如，通过回退)，被许可的STA2发送RTS，接收CTS，并且将数据帧发送到AP。响应于数据帧的传输，STA2可以从AP接收ACK帧。其后，AP可以发送CF-END帧使得终止RAW。
在此，从AP发送的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为与剩余的RAW分段的长度相对应的特定值。如果第三方STA从AP接收CF-END帧，则可以将CF-END帧的持续时间字段的值与第三方STA的NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此相同(或者如果持续时间字段的值没有被包含在“NAV值+/-delta”的范围中)，则第三方STA可以执行NAV重置并且尝试执行信道接入。同时，STA1和STA2可以不尝试执行信道接入，因为NAV没有被建立并且在RAW分段中不再存在要被发送的数据。因此，尽管STA1和STA2从AP接收CF-END帧，但是STA1和STA2可以忽略或者丢弃持续时间字段的值，因为持续时间字段的值不同于NAV值。
可替选地，从AP接收到的CF-END帧的持续时间字段可以被指配零，并且已经接收到持续时间字段值的所有的STA(例如，STA1、STA2、以及第三方STA)可以执行NAV重置。
图20是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
隐藏节点情况可以响应于通过WLAN(例如，用于提供1km或者更长的WLAN系统)提供的日益增长的覆盖频繁地出现。在隐藏节点情形下，其他STA(即，保持在与TXOP持有者有关的隐藏节点的关系中的STA)可以不收听从TXOP持有者发送的CF-END帧。因此，即使当因为TXOP持有者发送CF-END帧TXOP截断出现时，其他STA的一些部分没有识别TXOP截断，等待当前建立的TXOP的截断，并且然后推迟它们的传输。为了解决上述问题，已经从TXOP持有者接收到CF-END帧的AP再一次广播相应的CF-END帧，并且AP可以通知其他STA没有收听TXOP截断的CF-END帧。能够通知没有收听从TXOP持有者接收到的CF-END帧的其他STA TXOP截断。因此，用作与TXOP持有者有关的隐藏节点的STA可以执行NAV重置并且尝试执行信道接入。
在图20中，假定RAW被建立，STA1、STA2、以及STA3被配置成许可在上述RAW中的信道接入。在此，假定被许可的STA1作为被许可的STA3的隐藏节点操作并且被许可的STA3作为被许可的STA1的隐藏节点操作。因此，STA2收听从STA1接收到的RTS帧并且根据持续时间值建立NAV，而STA3收听AP的CTS帧并且根据持续时间值建立NAV。
在RAW中已经获得TXOP的被许可的STA1(即，TXOP持有者)发送数据帧并且从AP接收ACK帧之后，假定不再存在要被发送的帧，被许可的STA1能够发送CF-END帧。在此，从被许可的STA1发送的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为从TXOP持有者的角度通过STA1决定的TXOP时间间隔的剩余时间值(例如，在数据帧的传输之前通过RTS传输和CTS接收可以建立TXOP时间间隔)。已经从STA1接收到CF-END帧的被许可的STA2可以将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此相同(或者如果持续时间字段的值被包含在“NAV值+/-delta”的范围中)，则STA2可以执行NAV重置。
因为被许可的STA3作为被许可的STA1的隐藏节点操作，被许可的STA3可以不从被许可的STA1接收CF-END帧。同时，从被许可的STA1已经接收到CF-END帧的AP可以广播相应的CF-END帧。因此，被许可的STA3可以接收通过AP广播的CF-END帧。
在此，通过AP广播的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为指示与从STA1接收到的CF-END帧的持续时间的时序相同的时序的特定值。因为STA1的CF-END帧的传输开始时间不同于CF-END帧的传输开始时间，所以单独的持续时间字段可以被设置为相同的值。换言之，假定来自于通过用作TXOP持有者的STA1建立的TXOP时间间隔之中的剩余时间值由“A”表示(例如，在数据帧的传输之前通过RTS传输和CTS接收建立TXOP时间间隔)，通过STA1发送的CF-END帧的持续时间字段被设置为A。同时，通过AP广播的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为“A-TxTime(CF-END)-SIFS”的值。在此，TxTime(CF-END)可以对应于对于CF-END帧的传输消耗的时间长度。
被配置成从AP接收CF-END帧的被许可的STA3可以将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此相同(或者如果持续时间字段的值被包含在“NAV值+/-delta”的范围中)，则STA3可以执行NAV重置。因此，STA3可以尝试执行信道接入。
图21是图示根据本发明的另一实施例的TXOP截断方案的概念图。
图21示例性地示出一个RAW被包含在多个时隙(时隙0、时隙1、...)中。假定被包含在一个RAW中的多个时隙具有相同的时间长度。
STA1、STA2、STA3以及STA4被配置成在RAW中许可信道接入，被许可的STA1和被许可的STA2被分配给时隙0，并且被许可的STA3和被许可的STA4被分配给时隙1。因此，STA1和STA2可以在时隙0处尝试执行信道接入，并且STA3和STA4必须在时隙1处尝试执行信道接入。为此，与时隙持续时间相对应的特定时间可以被分配给用于STA3和STA4的RAW接入延迟时间值。因此，STA3和STA4可以在RAW接入延迟时间经过之后尝试执行信道接入。另外，假定STA3和STA4在RAW接入延迟时间期间处于瞌睡状态下使得实现省电。另外，假定存在其中在RAW中没有许可信道接入的STA(未许可的STA)。
在图21中，假定STA1和STA2在时隙0处尝试执行信道接入，根据EDCA机制执行回退操作，并且STA1被配置成首先获得TXOP。
在RAW中已经获得TXOP的被许可的STA1(即，TXOP持有者)发送数据帧并且从AP接收ACK帧之后，假定不再存在要被发送的帧，被许可的STA1能够发送CF-END帧。在此，从被许可的STA1发送的CF-END帧的持续时间字段可以被设置为从TXOP持有者的角度通过STA1决定的TXOP时间间隔的剩余时间值(例如，在数据帧的传输之前通过RTS传输和CTS接收可以建立TXOP时间间隔)。已经从STA1接收到CF-END帧的被许可的STA2可以将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此相同(或者如果持续时间字段的值被包含在“NAV值+/-delta”的范围中)，则STA2可以执行NAV重置。
在NAV重置的完成之后STA2尝试执行信道接入(例如，在回退的完成之后STA2执行RTS帧传输和CTS帧接收)，将数据帧发送到AP，并且从AP接收ACK帧。
同时，虽然未许可的STA在时隙0处从STA1接收CF-END帧，但是未许可的STA可以不执行NAV重置。如果非许可的STA从被许可的STA1接收CF-END帧，则未许可的STA可以将CF-END帧的持续时间字段的值与其NAV值进行比较。如果根据比较结果两个值彼此不同(或者如果持续时间字段的值没有被包含在“NAV值+/-delta”的范围中)，则未许可的STA可以不执行NAV重置并且可以丢弃CF-END帧。在RAW中通过从另一STA或者AP发送的帧没有更新通过未许可的STA建立的NAV值，并且不同于CF-END帧的持续时间值，使得未许可的STA可以不执行NAV重置并且可以丢弃CF-END帧。可替选地，通过未许可的STA接收到的CF-END帧与指示所有的STA的NAV重置的CF-END帧(例如，包括零的持续时间字段的CF-END帧)不同。
在图21中，STA3和STA4可以在RAW接入延迟时间经过之后在时隙1处尝试执行信道接入，并且根据EDCA机制STA3执行回退操作使得STA3首先获得TXOP。
RAW的时隙1STA3和STA4操作与时隙0STA1和STA2操作相似。例如，已经首先获得TXOP的STA3可以在数据传输的完成之后发送CF-END帧。STA2确认从STA1发送的CF-END帧的持续时间字段的值。如果被确定的值与STA2的NAV值相同，则STA2可以执行NAV重置并且可以尝试执行信道接入。
STA1和STA2在时隙1期间处于瞌睡状态下使得实现省电。
同时，虽然未许可的STA在时隙1时间期间从STA3接收CF-END帧，但是NAV可以被重置并且CF-END帧可以被丢弃。在RAW中通过从另一STA或者AP发送的帧没有更新通过未许可的STA建立的NAV值，并且不同于CF-END帧的持续时间值，使得未许可的STA可以不执行NAV重置并且可以丢弃CF-END帧。可替选地，通过未许可的STA接收到的CF-END帧与指示所有的STA的NAV重置的CF-END帧(例如，包括零的持续时间字段的CF-END帧)不同。
图22是图示根据本发明的一个示例的NAV管理方法的流程图。
参考图22，在步骤S2210中STA可以从其他STA或AP接收CF-END帧。CF-END帧可以包括持续时间字段。从被配置成发送CF-END帧的STA或者AP的观点来看，零或者非零值可以被指配给CF-END帧的持续时间字段。
在接收当持续时间字段被设置为零时获得的CF-END帧之后，STA可以以第一类型CF-END帧的接收为基础。换言之，在步骤S2220中可以重置NAV(即，STA可以不将其NAV值与持续时间字段值进行比较)。
在当持续时间字段被设置为非零值时获得的CF-END帧之后，STA可以以第二类型CF-END帧的接收为基础。即，根据当CF-END帧的持续时间字段值与如在步骤S2230中所示的NAV值比较时获得的比较结果，确定是否执行NAV重置。
假定在步骤S2240中STA执行NAV重置，持续时间字段值与STANAV值相同(或者考虑到TSF误差持续时间字段值与基于STA NAV值的预定范围的任何值(例如，“NAV值–delta”到“NAV值+delta”)相同)。在这样的情况下，STA可以重置NAV并且可以尝试执行信道接入。
如果在步骤S2250中通过STA接收到的CF-END帧被丢弃，并且如果持续时间字段值不同于STA NAV值(或者考虑到TSF误差持续时间字段值不同于基于STA NAV值的预定范围的任何值(例如，“NAV值–delta”到“NAV值+delta”)。在这样的情况下，STA可以在没有变化的情况下保持传统的NAV值。
在图22中示出的NAV管理方法和关联的信道接入方法可以被实现使得本发明的上述各种实施例可以被独立地应用于或者其两个或者更多个实施例可以被同时应用。
图23是图示根据本发明的一个实施例的射频(RF)装置的框图。
参考图23，STA110可以包括处理器11、存储器12、以及收发器13。STA 20可以包括处理器21、存储器22、以及收发器23。收发器13和23可以发送/接收射频(RF)信号并且可以根据IEEE 802系统实现物理层。处理器11和21分别被连接到收发器13和21，并且可以根据IEEE 802系统实现物理层和/或MAC层。处理器11和21能够被配置为根据本发明的上述实施例执行操作。用于根据本发明的上述各种实施例实现STA1和STA2的操作的模块被存储在存储器12和22中并且可以通过处理器11和21被实现。处理器12和22可以被包括在处理器11和21中或者可以被安装在处理器11和21的外部处以通过公知的装置被连接到处理器11和21。
在图23中示出的STA110可以执行NAV管理使得执行信道接入。处理器11可以被配置成通过收发器13接收包括持续时间字段的CF-END帧。另外，如果接收到的CF-END帧被设置为第一类型CF-END帧(例如，当持续时间字段具有零时获得的CF-END帧)，则处理器11可以被配置成重置NAV。如果接收到的CF-END帧被设置为第二类型CF-END帧(例如，当持续时间字段具有非零值时获得的CF-END帧)，则处理器11可以确定是否根据在CF-END帧的持续时间字段值和STA110的NAV值之间的比较结果执行NAV重置。
在图23中示出的STA220可以配置CF-END帧并且发送被配置的CF-END帧。如果能够接入信道的STA220能够使用EDCA清空其自己的传输队列，并且如果剩余的时间间隔足以进行帧传输，则处理器21控制要通过收发器23发送的CF-END帧。另外，处理器21可以将零(0)或者非零值分配给要被发送的CF-END帧的持续时间字段。STA220可以作为非AP STA操作，或者可以作为AP STA操作。
在图23中示出的STA110和STA220的整体配置可以被实现为使得本发明的上述各种实施例可以被独立地应用或者其两个或者更多个实施例可以被同时应用并且为了清楚起见重复的描述被省略。
通过各种手段，例如，硬件、固件、软件、或者其组合能够实现上述实施例。
在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本发明的实施例的方法。
在固件或软件配置的情况下，可以以执行如上所述的功能或操作的模块、程序、功能等来实现根据本发明的实施例的方法。软件代码可以被存储在存储器单元中，并且通过处理器执行。存储器单元可以位于处理器内部或外部，并且可以经由通过各种公知的手段来向处理器发送数据和从处理器接收数据。
已经给出了本发明的示例性实施例的详细描述以使得本领域内的技术人员能够实现和实施本发明。虽然已经参考示例性实施例而描述了本发明，但是本领域内的技术人员能够明白，在不偏离所附权利要求中描述的本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明应当不限于在此所述的特定实施例，而是应当符合与在此公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
工业实用性
虽然基于IEEE 802.11系统已经描述了本发明的上述各种实施例，可以以与各种移动通信系统相同的方式应用实施例。

Claims (11)

1.一种在无线LAN(WLAN)系统中通过站(STA)管理网络分配向量(NAV)的方法，所述方法包括：
接收包括持续时间字段的无竞争(CF)-END帧；
如果所述CF-END帧是第一类型CF-END帧，则重置所述NAV；以及
如果所述CF-END帧是第二类型CF-END帧，则根据在所述持续时间字段的值和所述STA的NAV值之间的比较结果来确定是否重置所述NAV。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一类型CF-END帧的持续时间字段被设置为零(0)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二类型CF-END帧的持续时间字段被设置为非零值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值不同于所述STA的NAV值，则所述STA丢弃所述CF-END帧。
5.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与所述STA的NAV值相同，则所述STA重置所述NAV。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与所述STA的NAV值相同，则所述STA重置所述NAV并且尝试执行信道接入。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值不同于基于所述STA的NAV值的预定范围的任何值，则所述STA丢弃所述CF-END帧。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与基于所述STA的NAV值的预定范围的任何值相同，则所述STA重置所述NAV。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
如果通过所述第二类型CF-END帧的持续时间字段指示的值与基于所述STA的NAV值的预定范围的任何值相同，则所述STA重置所述NAV并且尝试执行信道接入。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，从NAV值-delta到NAV值+delta的范围之中选择所述预定范围的值，其中，所述delta是自然数。
11.一种在无线LAN(WLAN)系统中管理网络分配向量(NAV)的站(STA)，包括：
收发器；以及
处理器，
其中，所述处理器通过所述收发器接收包括持续时间字段的无竞争(CF)-END帧；如果所述CF-END帧是第一类型CF-END帧，则重置所述NAV；以及如果所述CF-END帧是第二类型CF-END帧，则根据在所述持续时间字段的值和所述STA的NAV值之间的比较结果来确定是否重置所述NAV。
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