CN102448125B - 一种无线网络中的信道数据传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种无线网络中的信道数据传输方法及系统，包括：发送站点与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽后，发送站点以确定的信道带宽向接收站点发送数据。本发明主要是针对现有的多信道大带宽情况下的数据传输，而提出的基于数据帧的可变带宽下的数据传输方案，以解决现有的隐藏站点与当前传输站点竞争信道而造成的碰撞问题，从而能够充分地利用无线网络大带宽系统中的有效传输带宽，提高大带宽的频谱利用率，同时保证大带宽系统的后向兼容性以及与传统系统的共存。

Description

一种无线网络中的信道数据传输方法及系统

技术领域

本发明涉及无线网络通信中的数据传输方法，尤其涉及无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Network)通信中的信道数据传输方法及系统。

背景技术

目前，在无线网络领域中，WLAN快速地发展，对WLAN覆盖的需要和要求日益增长，对吞吐量的要求亦越来越高。电气和电子工程师协会工业规范IEEE802.11组中，先后定义了802.11a，802.11b，802.11g等一系列标准最普通的WLAN技术，随后又陆续出现了其它任务组，致力于发展涉及现有802.11技术改进的规范，例如，802.11n任务组提出高吞吐量(HT，HighThroughput)的要求，支持高达600Mbps的数据速率；802.11ac任务组进一步提出VHT(Very High throughput)的概念，通过引入更大的信道带宽将数据速率提升到1Gbps。新的协议需要后向兼容之前的协议。

在802.11中，一个接入点(AP，Access Point)以及与AP相关联的多个站点(STA，Station)组成了一个基本服务集(BSS，Basic Service Set)。802.11定义了两种操作模式：分布式协调功能(DCF，Distributed CoordinationFunction)和点协调功能(PCF，Point Coordination Function)，以及针对这两种操作模式的改进模式：增强型分布式协调访问功能(EDCA，EnhancedDistributed Channel Access)和混合协调功能控制信道访问功能(HCCA，Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access)。其中，DCF是最基本的操作模式，利用带有冲突避免的载波侦听多路访问机制CSMA/CA(CSMA with Collision Avoidance)使多个站点共享无线信道。EDCA是增强型操作模式，利用CSMA/CA机制，使多个不同优先级队列共享无线信道，并可以预约一个传输机会(TXOP，Transmission Opportunity)。

当多个无线站点共享无线信道进行数据传输时，无线环境的冲突检测变得非常困难，其中一大问题就是隐藏站点，如图1所示。站点A向站点B发送数据，同时站点C也向站点B发送数据，由于站点C和站点A彼此都处于对方的覆盖范围之外，站点A和站点C同时发送数据将导致冲突。从站点A的角度来看，站点C即是一个隐藏站点，反之亦然。

为解决隐藏站点问题，802.11提出了虚拟信道检测机制，即发送方站点和接收方站点通过在无线帧帧头中包含预约信道时间信息，例如发送方站点发送请求帧(RTS，Request to send)进行信道预约，其中包含预约信道时间信息，接收方站点发送响应帧(CTS，Clear to send)进行信道预约确认，其中也包含预约信道时间信息，以保证发送方能够完成帧交换。其它旁听站点接收到含有该预约信道时间信息的无线帧后，设置一个本地存储的网络分配矢量(NAV，Network Allocation Vector)的值为上述预约信道时间信息的最大值；在该NAV时间内，旁听站点不会发送数据，从而避免了隐藏节点竞争信道，造成碰撞。只有当NAV时间减为零后，旁听站点才会发送数据。RTS/CTS帧的使用方法示意如图2所示。

上述RTS/CTS机制主要应用于传统的20MHz信道带宽上。随着802.11协议的演进，传统的20MHz的信道带宽已经逐渐扩展为40MHz、80MHz、120MHz，甚至160MHz的大带宽信道，这些大带宽信道是由若干个20MHz绑定形成的，其中一个20MHz称为主信道或第一信道，其它20MHz信道称为辅信道或第二信道，第三信道，依次类推。在5GHz频谱上，大带宽信道通常由非重叠(non-overlapping)的20MHz信道组成，根据信道化原则，其中160M带宽由相邻或不相邻的两个80M带宽组成，每个80M带宽由相邻的两个40MHz信道组成，并且与其它带宽没有任何重叠。每个40M带宽由相邻的两个20MHz基本带宽信道组成，并且与其它带宽没有任何重叠。这种信道化方式形成的带宽称为信道化带宽(Channelization)。大带宽系统中各种不同信道化带宽的组成示例如图3所示。

目前传统的802.11设备应用极其普遍，这些传统BSS与下一代的大带宽BSS在覆盖上极可能存在交叠。这样，在同一段频谱内将会存在多个工作在相同或不同信道带宽上的交叠BSS(OBSS，Overlapping BSS)，从而在信道上互相形成潜在的干扰。当AP和STA之间要采用大带宽进行传输时，需要保证其所使用的所有信道都处于空闲状态。然而由于传统BSS的大量存在，使大带宽BSS真正采用最大带宽传输的概率非常低，同时碰撞的概率增大，导致大带宽传输效率降低。

因此，如何在大带宽上高效地进行数据传输，提高系统的平均有效带宽，是基于大带宽的新一代802.11协议中亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无线网络中的信道数据传输方法及系统，能够充分地利用无线网络大带宽情况下的有效传输带宽。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线网络中的信道数据传输方法，包括：

发送站点与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽后，发送站点以确定的信道带宽向接收站点发送数据。

进一步地，发送站点与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽，具体包括：

发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧，并通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息；

发送站点根据获知的收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽。

进一步地，发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述接收站点发送无线帧，以请求信道预约；

接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到发送站点发送的无线帧，获知发送站点的可用信道信息，在从发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向发送站点返回无线帧，以确定信道预约；

发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点返回的无线帧，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

进一步地，发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向接收站点发送携带有第一可用信道指示信息的无线帧，以请求信道预约；该第一可用信道指示信息用于指示发送无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到无线帧，并从接收的无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知发送站点的可用信道信息，在从发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向述发送站点返回无线帧，以确定信道预约；

发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到接收站点返回的无线帧，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

进一步地，发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向接收站点发送携带有第一可用信道指示信息的无线帧，以请求信道预约；该第一可用信道指示信息用于指示发送无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到无线帧，并从接收的无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知发送站点的可用信道信息，在从发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向所述发送站点返回携带有第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息用于指示返回无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到接收站点返回的无线帧，并从接收的无线帧中解码出第二可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

进一步地，发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向接收站点发送无线帧，以请求信道预约；

接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到无线帧，并从接收的无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知发送站点的可用信道信息，在从发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向发送站点返回携带有第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息用于指示返回无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到接收站点返回的无线帧，并从接收的无线帧中解码出第二可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

进一步地，发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

接收站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向发送站点发送无线帧；或者，在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向发送站点发送携带第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息的无线帧用于指示返回无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到接收站点发送的无线帧和/或从接收的无线帧中解码出第二可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

进一步地，

旁听站点根据侦听到的发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知发送站点与接收站点双方预约的信道带宽信息，采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

进一步地，发送站点根据获知的收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽，具体采用以下任意一种方式：

第一种，选择以任意一个基本信道带宽作为发送信道带宽，发送一个基本信道带宽的数据帧；

第二种，选择以基本信道带宽的双数倍的一个信道化带宽作为发送信道带宽，发送一个信道化带宽的数据帧。

第三种，在选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽后，将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会再发送。

进一步地，

发送站点选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽，用于发送站点与接收站点之间的一个或多个连续的数据帧发送；或者，在一个传输机会的限制时间内用于发送站点和所述接收站点之间的一个或多个数据帧发送。

进一步地，

当以分布式协调功能方式竞争信道时，若发送站点发送的数据帧承载的是一个或多个完整的业务协议数据单元或管理协议控制帧，则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧发送所使用的带宽；若发送站点所发送的数据帧承载的是一个业务协议数据单元或管理协议控制帧相应的分段子单元，则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧以及后续承载所述业务协议数据单元或管理协议控制帧相应的分段子单元所使用的带宽；

当以增强型分布式协调访问功能方式竞争信道时，若发送站点是在一个传输机会中向所述接收站点发送一个数据帧，且当前传输机会中的后续一个或多个数据突发仍指向该接收站点，则当前选择确定的信道带宽为当前的数据帧以及后续为该接收站点发送的一个或多个数据帧所使用的带宽；若发送站点是在一个传输机会中向接收站点发送一个数据帧，且当前传输机会中的后续数据帧指向其它接收站点，则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧所使用的带宽。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线网络中的信道数据传输系统，包括发送站点和接收站点，其中：

发送站点，用于与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽后，以确定的信道带宽向接收站点发送数据；

发送站点，用于配合发送站点与本站点的交互。

进一步地，

发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧，并通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息；

发送站点根据获知的收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽。

进一步地，该系统还包括旁听站点，其中：

旁听站点根据侦听到的发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知发送站点与接收站点双方预约的信道带宽信息，采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

进一步地，

发送站点选择以任意一个基本信道带宽作为发送信道带宽，发送一个基本信道带宽的数据帧；或者，选择以基本信道带宽的双数倍的一个信道化带宽作为发送信道带宽，发送一个信道化带宽的数据帧；或者，在选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽后，将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会再发送。

进一步地，

发送站点选择确定以数据帧为单位向接收站点发送数据使用的信道带宽，用于发送站点与接收站点之间的一个或多个连续的数据帧发送；或者，在一个传输机会的限制时间内用于发送站点和接收站点之间的一个或多个数据帧发送。

本发明主要是针对现有的多信道大带宽情况下的数据传输，而提出的基于数据帧的可变带宽下的数据传输方案，以解决现有的隐藏站点与当前传输站点竞争信道而造成的碰撞问题，从而能够充分地利用无线网络大带宽系统中的有效传输带宽，提高大带宽的频谱利用率，同时保证大带宽系统的后向兼容性以及与传统系统的共存。

附图说明

图1是现有的多个无线站点共享无线信道时隐藏站点的问题示意图；

图2为现有的802.11协议中RTS/CTS帧使用方法示意图；

图3为现有的大带宽传输系统信道化带宽组成不同带宽信道的示意图；

图4为本发明的无线网络中的信道数据传输方法实施例流程图；

图5为本发明的无线网络中的信道数据传输方法应用实例一的示意图；

图6为本发明的无线网络中的信道数据传输方法应用实例二的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的无线网络中的信道数据传输方法的实施例，其流程如图4所示，包括如下步骤：

110：发送站点与接收站点进行交互，协商确定数据传输使用的信道带宽；

发送站点与接收站点之间通过无线帧交换进行交互，无线帧可以是专用于信道预约的控制帧，也可以是其它数据帧或管理帧。

通过无线帧交换进行交互既可以通过在信道上检测交换的无线帧的方式实施，也可以通过在交换的无线帧中携带可用信道指示信息的方式实施。上述帧交换的实施方式可通过后面给出的本发明的无线网络中的信道数据传输方法应用实例体现。

发送站点与接收站点协商确定数据传输使用的信道带宽，包括20MHz、40MHz、80MHz、120MHz、160MHz，以及其它以20MHz为基本单位的更大信道带宽，即是由一个基本信道带宽或多个非重叠的连续的或非连续的基本信道带宽组成。

旁听站点可根据侦听到的发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知发送站点与接收站点双方预约的信道带宽信息，由此可采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

120：发送站点在协商确定的信道带宽下进行数据传输。

发送站点根据接收站点发送的无线帧所使用的信道带宽，选择仅用于本次数据帧发送所使用的发送信道带宽，或者选择用于本次数据帧和后续数据帧发送所使用的发送信道带宽，或者选择仅用于本次传输机会时间内的一个或多个数据帧发送所使用的发送信道带宽。

接收站点在其发送信道预约确认无线帧所使用的信道带宽下接收发送站点发送的数据帧，并根据接收到的有效前导信息或者无线帧中所携带的可用信道信息确定发送带宽。

发送站点选择或确定的发送信道带宽，发送站点选择或确定的发送信道带宽，是接收站点发送的无线帧所使用的带宽，或是接收站点发送的无线帧中携带的可用信道指示信息所指示的信道带宽的部分或全部带宽，且不大于发送站点发送的无线帧所使用的带宽或发送站点发送的无线帧中携带的可用信道指示信息所指示的信道带宽。无论对于发送站点还是对于接收站点，信道化带宽均是由系统预定义的。

发送站点在确定的信道带宽下向接收站点发送物理层数据帧，其中物理层数据帧可以承载业务数据、管理协议数据，或者承载复合数据，或者承载上述数据的分段。

本发明针对上述方法实施例，相应地提供出无线网络中的信道数据传输系统实施例，包括发送站点和传输站点，其中：

发送站点，用于与接收站点进行交互，协商确定数据传输使用的信道带宽；以协商确定的信道带宽向接收站点发送数据；

接收站点，用于配合发送站点与本站点的交互，在确定的信道带宽下接收发送站点发送的数据。

发送站点与接收站点通过无线帧交换进行交互，通过在信道上检测交换的无线帧的方式实施，或通过在交换的无线帧中携带可用信道指示信息的方式实施。无线帧可以是专用于信道预约的控制帧，也可以是其它数据帧或管理帧。

确定的信道带宽，包括20MHz、40MHz、80MHz、120MHz、160MHz，以及其它以20MHz为基本单位的更大信道带宽，即是由一个基本信道带宽或多个非重叠的连续的或非连续的基本信道带宽组成。

上述系统实施例还包括旁听站点，其中：

旁听站点根据侦听到的发送站点与接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知发送站点与接收站点双方预约的信道带宽信息，采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

以下通过几个具体的应用实例来进一步详细地解释本发明的上述方法和系统实施例。

应用实例一

发送站点(发送STA)当前支持160/120/80/40/20Mhz的工作带宽，接收站点(接收STA)当前支持80/40/20MHz的工作带宽。其中160M带宽由两个连续或非连续的80M带宽组成，每个80M带宽由两个连续的40M带宽组成，每个40M带宽由两个连续的20MHz基本带宽信道组成。发送STA与接收STA当前的最大工作带宽为80MHz，这里最大工作带宽是指发送STA与接收STA各自支持的信道带宽能力。

发送STA在发送信道预约请求的无线帧(RTS)之前，在当前的最大工作带宽上的每个20MHz信道上通过空闲信道评估(CCA，Clear ChannelAssessment)方法进行信道检测，判断80MHz中当前空闲的20M信道为第一、二、三、四信道，在所检测到的这4个空闲的20MHz信道上向接收STA分别发送RTS，如图5所示的步骤①；其中，第一、二信道可以构成一个40MHz信道化带宽，第三、四信道可以构成另一个40MHz信道化带宽。第一信道为主信道，第二，三，四信道为辅信道。

接收STA在第一信道上接收到并成功解码RTS，即认为主信道为可用信道。接收STA可以通过其它信道检测方法(例如能量检测或前导检测等方法)判断在辅信道上同样接收到了RTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如本第二、四信道。可用信道是指接收STA成功解码和/或检测到发送STA发送给接收STA的RTS的信道。

接收STA分别在全部或部分可用信道上发送CTS，如第一、二及四信道，以确认信道预约，如图5所示的步骤②。

发送STA在第一信道(主信道)上接收并成功解码CTS，即认为主信道为可用信道。发送STA可以通过其它信道检测方法(如能量检测或前导检测等)判断在辅信道上同样接收到了CTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如第二、四信道。可用信道是指发送STA成功解码和/或检测到接收STA发送给发送STA的CTS的信道。

发送STA通过和接收STA进行无线帧交换，判断出当前收发双方的可用信道为第一、二及四信道，即3个20MHz基本带宽信道。发送STA根据判断出的发送STA的可用信道信息选择确定发送数据帧的信道带宽，并以确定的信道带宽向接收STA发送数据帧，如图5所示的步骤③，可有以下两种选择中的任意一种：

第一种，选择以第一或第二或第四信道上任意一个20MHz基本带宽作为发送信道带宽，发送一个20MHz的数据帧；

第二种，选择以第一和第二信道上的两个20MHz基本带宽，即40MHz带宽作为发送带宽，发送一个40MHz的数据帧。

此外，发送STA还可以有第三种选择：将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会。

接收STA接收到发送STA发送的数据帧后，向发送STA返回接收确认消息(ACK)，如图5所示的步骤④。

应用实例二

发送站点(发送STA)当前支持160/120/80/40/20Mhz的工作带宽，接收站点(接收STA)当前支持80/40/20MHz的工作带宽。其中160M带宽由两个连续或非连续的80M带宽组成，每个80M带宽由两个连续的40M带宽组成，每个40M带宽由两个连续的20MHz基本带宽信道组成。发送STA与接收STA当前的最大工作带宽为80MHz。

发送STA在发送信道预约请求帧(RTS)之前，在当前的最大工作带宽上的每个20MHz信道上通过CCA方法进行信道检测，判断其中空闲的20M信道为第一、二、三、四信道，在检测到的这4个空闲的20MHz信道上向接收STA分别发送信道预约请求帧RTS，如图6所示的步骤①。

接收STA在第一信道上接收到并成功解码RTS，即认为主信道为可用信道。接收STA可以通过某种信道检测方法(如能量检测或前导检测等)判断在辅信道上同样接收到了RTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如第二、四信道。

接收STA分别在全部或部分可用信道上发送CTS，如在一个包含主信道的40MHz信道化带宽下(即在第一和第二信道上)发送CTS，以确认信道预约，如图6所示的步骤②。

发送STA在第一信道上接收到并成功解码CTS，即认为主信道为可用信道。发送STA可以通过其它信道检测方法判断在辅信道上同样接收到了CTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如第二信道。

发送STA通过和接收STA进行无线帧交换，确定当前收发双方的可用信道为第一和第二信道，即2个20MHz基本带宽信道。发送STA判断出发送STA的可用信道信息选择确定发送数据帧的信道带宽，并以确定的信道带宽向接收STA发送数据帧，如图6所示的步骤③，可以有以下两种选择中的任意一种：

第一种，选择以第一或第二信道上任意一个20MHz基本带宽作为发送信道带宽，发送一个20MHz的数据帧；

第二种，选择以第一和第二信道上的两个20MHz基本带宽，即40MHz带宽作为发送带宽，发送一个40MHz的数据帧。

此外，发送STA还可以有第三种选择：将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会。

接收STA接收到发送STA发送的数据帧后，向发送STA返回接收确认消息(ACK)，如图5所示的步骤④。

应用实例三

发送STA在发送信道预约请求帧(RTS)之前，在当前的最大工作带宽上的每个20MHz信道上通过CCA进行信道检测，判断当前空闲的20M信道为第一、二、三、四信道，在检测到的这4个空闲的20MHz信道上的包括第一信道的一个或多个信道(等于或少于4个空闲信道)上向接收STA分别发送信道预约请求帧RTS。

发送STA发送的RTS中携带有可用信道指示信息，用于指示发送STA发送RTS所使用的信道带宽信息(或者指示发送STA可用信道带宽信息)；可用信道指示信息包括信道序号和/或可用的最大带宽等。

接收STA在第一信道上接收到并成功解码RTS，即认为主信道为可用信道。或者，接收STA通过解码RTS中携带的可用信道指示信息获得发送STA的可用信道，如第一、二、三、四信道。

接收STA分别在包含第一信道的部分或全部可用信道上发送CTS，以确认信道预约。接收STA发送的CTS中携带有可用信道指示信息，用于指示接收STA发送CTS所使用的信道带宽信息(或者指示接收STA可用信道带宽信息)；可用信道指示信息包括信道序号和/或可用的最大带宽等，如第一、二信道的序号或者第一、二、四信道的序号。

发送STA在第一信道上接收到并成功解码CTS，即认为主信道为可用信道。发送STA通过解码CTS中携带的可用信道指示信息，获得当前收发双方的可用信道信息。若CTS指示第一、二信道为可用信道，则获知当前收发双方的可用信道为第一、第二信道，即2个20MHz基本带宽信道；若CTS指示第一、二、四信道为可用信道，则获知当前收发双方的可用信道为第一、二、四信道，即3个20MHz基本带宽信道。根据获得的信息选择确定发送数据帧的信道带宽，并以确定的发送带宽向接收STA发送数据帧。

发送STA选择发送带宽的方式同应用实例一、二。

接收STA接收到发送STA发送的数据帧后，向发送STA返回接收确认消息(ACK)。

应用实例四

如前应用实例三所述，发送STA在检测到的4个空闲的20MHz信道上包括第一信道的一个或多个信道上向接收STA分别发送信道预约请求帧RTS，其中携带有可用信道指示信息；接收STA通过解码RTS中携带的可用信道指示信息获得发送STA的可用信道，如第一、二、三、四信道。

接收STA分别在包含第一信道的全部或部分可用信道上发送CTS，以确认信道预约，如第一、二信道或者第一、二、四信道。

发送STA在第一信道上接收到并成功解码CTS，即认为主信道为可用信道。发送STA可以通过其它信道检测方法判断在辅信道上同样接收到了CTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如第二信道或者第二、四信道。

发送STA根据判断的接收STA的可用信道信息，选择确定发送数据帧的信道带宽，并根据确定的发送带宽，向接收STA发送数据帧。。

发送STA选择发送数据帧信道带宽的方法同应用实例一、二。

接收STA接收到发送STA发送的数据帧后，向发送STA返回接收确认消息(ACK)。

应用实例五

如应用实例三所述，发送STA在发送信道预约请求帧(RTS)之前，在当前的最大工作带宽上的每个20MHz信道上通过CCA进行信道检测，判断当前空闲的20M信道为第一、二、三、四信道，在检测到的这4个空闲的20MHz信道上向接收STA分别发送信道预约请求帧RTS。

接收STA在第一信道上接收到并成功解码RTS，即认为主信道为可用信道。接收STA可以通过其它信道检测方法(如能量检测或前导检测等)判断在辅信道上同样接收到了RTS，则认为相应的辅信道也为可用信道，如第二、四信道。

接收STA分别在包含第一信道的全部或部分可用信道上发送CTS，以确认信道预约；CTS中携带有可用信道指示信息，用于指示接收STA发送CTS所使用的信道带宽信息(或者指示接收STA可用信道带宽信息)，如第一、二信道的序号或者第一、二、四信道的序号。

发送STA在第一信道上接收到并成功解码CTS，即认为主信道为可用信道；通过解码CTS中携带的可用信道指示信息，获得接收STA的可用信道信息，据此选择确定发送数据帧的信道带宽，并以确定的发送带宽向接收STA发送数据帧。

发送STA选择发送数据帧信道带宽的方法同应用实例一、二。

接收STA接收到发送STA发送的数据帧PPDU后，向发送STA返回接收确认消息(ACK)。

以上应用实例，是接收STA根据在信道上检测到发送STA发送的RTS帧和/或根据RTS帧中携带的可用信道指示信息，判断出发送STA的可用信道信息，并由此从发送STA的可用信道中检测出本站点的可用信道，并通过返回的CTS帧和/或返回的CTS帧中携带的可用信道指示信息，使得发送STA获知收发双方的可用信道信息。

实际上，接收STA也可以主动将检测出的本站点的可用信道直接通过发送CTS帧和/或发送的CTS帧中携带的可用信道指示信息的方式告知发送STA，使得发送STA由此获知收发双方的可用信道信息。

应用实例六

同前应用实例一至五，发送STA根据选择的信道带宽，向接收STA发送数据帧。其中选择的信道带宽应用于本发送STA与本接收STA之间的一个或多个连续的数据帧发送，或者，在一个传输机会(TXOP)的限制时间内，应用于本发送STA和本接收STA之间的一个或多个数据帧发送。

具体情况举例如下：

当以DCF方式竞争信道时，如果发送STA所发送的数据帧承载的是一个或多个完整的业务协议数据单元(MSDU，MAC SDU)或管理协议控制帧(MMPDU，Management MAC PDU)，则当前预约到的信道带宽仅为当前的数据帧发送所使用的带宽；如果发送STA所发送的数据帧承载的是一个MSDU或MMPDU相应的分段子单元，则当前预约到的信道带宽仅为当前的数据帧以及后续承载上述MSDU/MMPDU相应的分段子单元所使用的带宽。

当以EDCA方式竞争信道时，如果发送STA是在一个TXOP中向接收STA发送一个数据帧，且当前TXOP中的后续一个或多个数据突发仍指向该接收STA，则当前预约到的信道带宽为当前的数据帧以及后续为该接收STA发送的一个或多个数据帧所使用的带宽；如果发送STA是在一个TXOP中向接收STA发送一个数据帧，且当前TXOP中的后续数据帧指向其它接收STA，则当前预约到的信道带宽仅为当前的数据帧所使用的带宽。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种无线网络中的信道数据传输方法，包括：

发送站点与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽后，所述发送站点以确定的信道带宽向所述接收站点发送数据；其中，所述发送站点与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽，具体包括：

所述发送站点与所述接收站点双方在各自的信道上交换无线帧，并通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息；

所述发送站点根据获知的所述收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

所述发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述接收站点发送无线帧，以请求信道预约；

所述接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述发送站点发送的无线帧，获知所述发送站点的可用信道信息，在从所述发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向所述发送站点返回无线帧，以确定信道预约；

所述发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点返回的无线帧，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

所述发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上 向所述接收站点发送携带有第一可用信道指示信息的无线帧，以请求信道预约；该第一可用信道指示信息用于指示发送所述无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

所述接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述无线帧，并从接收的所述无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知所述发送站点的可用信道信息，在从所述发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向所述发送站点返回无线帧，以确定信道预约；

所述发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点返回的无线帧，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

所述发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述接收站点发送携带有第一可用信道指示信息的无线帧，以请求信道预约；该第一可用信道指示信息用于指示发送所述无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

所述接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述无线帧，并从接收的所述无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知所述发送站点的可用信道信息，在从所述发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向所述发送站点返回携带有第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息用于指示返回所述无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

所述发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点返回的无线帧，并从接收的所述无线帧中解码出第二可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

所述发送站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述接收站点发送无线帧，以请求信道预约；

所述接收站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述无线帧，并从接收的所述无线帧中解码出第一可用信道指示信息，获知所述发送站点的可用信道信息，在从所述发送站点的可用信道中检测出的本站点当前可用的一个或多个基本信道带宽上向所述发送站点返回携带有第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息用于指示返回所述无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

所述发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点返回的无线帧，并从接收的所述无线帧中解码出第二可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送站点与接收站点通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息，具体包括：

所述接收站点从本站点最大工作带宽上的所有基本信道带宽检测出当前空闲的基本信道带宽，并在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述发送站点发送无线帧；或者，在检测出的一个或多个当前空闲的基本信道带宽上向所述发送站点发送携带第二可用信道指示信息的无线帧，以确定信道预约；该第二可用信道指示信息用于指示返回所述无线帧所使用的信道带宽信息或本站点可用信道带宽信息；

所述发送站点通过在本站点的包括主信道的一个或多个基本信道带宽上接收到所述接收站点发送的无线帧和/或从接收的所述无线帧中解码出第二 可用信道指示信息，从而获知收发双方站点的可用信道信息。

7.按照权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，

旁听站点根据侦听到的所述发送站点与所述接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知所述发送站点与所述接收站点双方预约的信道带宽信息，采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

8.按照权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述发送站点根据获知的所述收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽，具体采用以下任意一种方式：

第一种，选择以任意一个基本信道带宽作为发送信道带宽，发送一个基本信道带宽的数据帧；

第二种，选择以所述基本信道带宽的双数倍的一个信道化带宽作为发送信道带宽，发送一个信道化带宽的数据帧；

第三种，在选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽后，将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会再发送。

9.按照权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，

所述发送站点选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽，用于所述发送站点与所述接收站点之间的一个或多个连续的数据帧发送；或者，在一个传输机会的限制时间内用于所述发送站点和所述接收站点之间的一个或多个数据帧发送。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，

当以分布式协调功能方式竞争信道时，若所述发送站点发送的所述数据帧承载的是一个或多个完整的业务协议数据单元或管理协议控制帧，则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧发送所使用的带宽；若所述发送站点所发送的数据帧承载的是一个业务协议数据单元或管理协议控制帧相应的分段子单元，则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧以及后续承载所述业务协议数据单元或管理协议控制帧相应的分段子单元所使用的带宽；

当以增强型分布式协调访问功能方式竞争信道时，若所述发送站点是在一个所述传输机会中向所述接收站点发送一个数据帧,且当前传输机会中的 后续一个或多个数据突发仍指向该接收站点,则当前选择确定的信道带宽为当前的数据帧以及后续为该接收站点发送的一个或多个数据帧所使用的带宽；若所述发送站点是在一个所述传输机会中向所述接收站点发送一个数据帧,且当前传输机会中的后续数据帧指向其它接收站点,则当前选择确定的信道带宽仅为当前的数据帧所使用的带宽。

11.一种无线网络中的信道数据传输系统，包括发送站点和接收站点，其中：

所述发送站点，用于与接收站点通过交互协商确定数据传输使用的信道带宽后，以确定的信道带宽向所述接收站点发送数据；

所述接收站点，用于配合所述发送站点与本站点的交互；

所述发送站点与所述接收站点双方在各自的信道上交换无线帧，并通过在本站点的信道上检测到交换的无线帧和/或获取所述交换的无线帧中携带的可用信道的指示信息，获知收发双方站点的可用信道信息；

所述发送站点根据获知的所述收发双方站点的可用信道信息，选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽。

12.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括旁听站点，其中：

所述旁听站点根据侦听到的所述发送站点与所述接收站点双方在各自的信道上交换无线帧获知所述发送站点与所述接收站点双方预约的信道带宽信息，采取退避竞争的措施，以避免信道带宽碰撞。

13.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述发送站点选择以任意一个基本信道带宽作为发送信道带宽，发送一个基本信道带宽的数据帧；或者，选择以所述基本信道带宽的双数倍的一个信道化带宽作为发送信道带宽，发送一个信道化带宽的数据帧；或者，在选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的信道带宽后，将要发送的数据帧推后，经过退避后竞争下次发送机会再发送。

14.按照权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述发送站点选择确定以数据帧为单位向所述接收站点发送数据使用的 信道带宽，用于所述发送站点与所述接收站点之间的一个或多个连续的数据帧发送；或者，在一个传输机会的限制时间内用于所述发送站点和所述接收站点之间的一个或多个数据帧发送。