用於具有混合客戶端類型的業務組的下行ofdma的製作方法

2023-05-01 06:58:11

專利名稱：用於具有混合客戶端類型的業務組的下行ofdma的製作方法
技術領域：
本公開涉及無線區域網，更具體地涉及更好地利用服務於包括混合的不同類型客戶端設備的基本業務組(BSS)的無線接入點(AP)來說可用的頻譜。
背景技術：
在諸如IEEE 802. IIWLAN之類的無線區域網(WLAN)中，未來的網絡將為各個客戶端設備分配更寬帶寬(例如80MHz或更大)的信道。在稀疏的家庭WLAN部署中，這可能相當有利。由於更寬帶寬的信道提供了額外的速度，所以其是有價值的，但是如果沒有充分利用帶寬，則可能無法實現其優勢。例如，某些傳統的802. 11客戶端設備只能夠支持20或40MHz的信道，而其在網絡中的存在可能會阻礙更先進的(更高帶寬的)客戶端設備充分利用更寬的帶寬。更糟糕的情況是，20MHz的單信道客戶端設備的傳輸將會阻礙同一個BSS中的所有其它客戶端設備(能夠以更寬帶寬的信道進行操作的客戶端設備)在傳輸(例如，60MHz)期間接入對AP來說可用的剩餘帶寬，從而使得80MHz或更寬的信道在家庭或者企業部署中不能被充分利用。附圖的簡要說明圖I是示出無線網絡部署示例的框圖，其中無線網絡接入點(AP)設備服務於多個不同帶寬容量或類型的客戶端設備。圖2是示出如何利用在此說明的技術來改善服務於多個不同類型客戶端設備的AP設備對頻譜的使用的示圖。圖3是被配置為當服務於多個不同類型的客戶端設備時更充分地利用頻譜的AP設備的框圖的示例。圖4是示出被配置為當服務於多個不同類型的客戶端設備時更充分地利用頻譜的AP設備的操作的流程圖的示例。圖5是示出以下示例的頻譜使用和定時的示圖，通過該示例，AP設備被配置為當服務於多個不同類型的客戶端設備時跨越多個信道更充分地利用頻譜。圖6是示出根據這裡描述的技術的控制幀的示例的示圖，其中AP發送該控制幀以向客戶端設備通知用於下行鏈路傳輸會話的頻譜使用方案。圖7是圖5中示出的數據幀中的一個欄位的數據包報頭的示圖的示例。圖8是另一個示例的頻譜使用和定時示圖，通過該示例，AP設備被配置為當服務於多個不同類型的客戶端設備時跨越多個信道更充分地利用頻譜。
具體實施方式
MM這裡提供的技術允許無線網絡接入點(AP)更充分地利用帶寬，從而補償並平衡該AP所服務的不同類型的無線客戶端設備的不同帶寬容量。AP生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於帶寬中的多個單獨信道的控制參數。單獨信道相對於全部帶寬可被視為「子信道」，並且為此這裡使用術語「子信道」來表示單獨信道。控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於 不同無線客戶端設備的用於至少在時間上部分重疊的多個下行鏈路傳輸的信道分配的信息；和指示客戶端設備向接入點傳輸確認消息的定時的信息。AP在下行鏈路傳輸間隔之前在帶寬中的多個信道中的每一個信道上在控制幀中發送控制參數。去往不同類型的客戶端設備的下行鏈路幀至少在時間上部分重疊，從而使得AP更充分地利用其可用帶寬。由於這裡描述的機制只是跨越不同的子信道(例如，20MHz的子信道)粗略地以類似於正交頻分多址(OFDMA)技術的方式運行，因此在這裡將被稱為下行-OFDMA 技術，或 DL-OFDMA。示例實施方式首先參考

圖1，以參考數字5示出了一種無線網絡環境，該無線網絡環境包括無線接入點(AP) 10和多個客戶端設備(CD)，例如CD 20 (I) -20 (N)。AP 10和CD 20 (I) -20 (N)被配置為根據諸如IEEE 802. 11無線區域網(WLAN)通信協議(商業上稱為WiFi )之類的無線網絡通信協議執行無線通信。這裡⑶也被稱為「站點」或「STA」。在給定的網絡部署中，AP 10可能被請求服務於具有不同帶寬容量的各種不同類型的客戶端設備。網絡部署可以包含被設計為根據802. 11標準的規則運行的較傳統類型的客戶端設備(這些規則已經在後來的版本中被改善，以允許更好的性能(更高的吞吐量)和頻譜的更充分利用)。不同版本的802. 11標準包含不同的調製方案，也包含不同的頻譜使用容量。S卩，IEEE 802. Iln標準和未來的802. Ilac標準允許多個相鄰信道被綁定到一起以形成單個的較寬帶寬的信道(該較寬帶寬的信道允許非常高的吞吐量)。未來的802. Ilac設備甚至可以在兩個非相鄰的綁定信道組上運行；例如，以從兩個80MHz的區段形成160MHz。例如，網絡部署可以包括802. lla/g客戶端設備、802. Iln客戶端設備、以及在不久的將來的802. Ilac客戶端設備。目前很普通且在未來也是必然的是，給定的AP將基於具有混合的物理(PHY)層容量的基本業務組(BSS)中的多個客戶端設備的版本或類型而服務於這些客戶端設備。例如，如圖I中所示，客戶端設備(CD) 20 (I)是802. lla/g設備(稱為I型)，客戶端設備CD20(2)是802. Iln設備(稱為2型)，客戶端設備⑶20(3)是802. Ilac設備(稱為3型)，而客戶端設備CD 20 (N)是802. Ilac設備。也就是說，AP 10被配置為服務於多個⑶，從而使得至少一個⑶相對於由AP 10在兩個或更多綁定在一起的相鄰信道中發送的下行鏈路傳輸具有較高的帶寬容量，並且至少一個由AP 10服務的其它CD相對於由AP 10在單個信道中或者在兩個或更多個被綁定在一起的相鄰信道中發送的下行鏈路傳輸具有較低的帶寬容量。現在參考圖2。圖2示出了混合有不同類型CD的BSS的頻譜使用圖。該圖在參考標號30處示出了諸如802. Ila設備之類的傳統CD以64交幅度調製(QAM)方案使用小部分頻譜(例如，20MHz)，而如參考標號32和34所示，802. Ilac設備以256QAM方案使用80MHz的可用頻譜。同樣，如參考標號36所示，802. Iln設備以64QAM方案使用至多40MHz的頻譜。802. Ilac下行鏈路傳輸的持續時間能夠達到幾毫秒，並且相比於802. lla/g/n傳輸的持續時間，802. lla/g/n設備仍然僅利用了小部分的可用頻譜。類似地,與802. Ila設備相比802. Iln設備利用了較大部分的頻譜。因此，在80MHz的BSS中，傳統的802. Ila設備浪費了 60MHz的帶寬，而傳統的802. Iln設備浪費了 40MHz的帶寬。總之，每當在BSS中出現802. Ila和802. Iln傳輸時，802. Ilac AP就將以遠低於其額定容量的容量工作。大部分時間AP資源未被充分利用並且其容量被浪費了。這種未充分利用降低了用戶將AP升級到較新的802. 11協議並進而升級CD的積極性。利用當前技術來管理混合式BSS的方法是使AP利用媒體訪問控制(MAC)地址來保護由各種類型的CD使用的頻譜。這並不會改善頻譜的利用並且實際上會降低效率。根據這裡描述的技術，AP被配置為在其可用的頻譜中重新分配其對信道的使用，以更好地服務於混合式BSS中的不同類型的CD(不同帶寬容量的CD)。在存在一個或多個 具有較高帶寬能力的設備的網絡部署中，存在多種利用用於下行鏈路(DL)傳輸的類似於正交頻分多址(OFDMA)的方案來恢復被浪費的帶寬的途徑。這裡描述的技術採用了頻域中的多路復用。現在轉到圖3，示例框圖描述了被配置為執行這裡描述的改進的頻譜利用技術的AP 10。AP 10包括控制器12、用於有線網絡通信的網絡接口 14、存儲器16、無線接收器17和多個無線發射器18 (I)-18 (K)。AP 10還包括一個或多個天線19 (I)-19 (M)。儘管僅示出了單個無線接收器17，但這只是示例，並且實際上僅需要一個接收器。然而，有可能AP 10可以有多個接收器。此外，有可能可以讓單個發射器用於執行多個發射器18(1)-18(K)的功能。因此，為簡單起見，發射器18 (I)-18 (K)模塊可以由至少一個發射器實現。WLAN接收器17不但執行必要的基帶信號解調，而且執行用於WLAN通信的射頻(RF)接收處理，並且為了這個目的其包括一個或多個用於這些功能的集成電路(IC)晶片。多個無線發射器18 (I)-18 (K)中的每一個都能夠執行必要的基帶信號調製和RF發射處理功能。控制器12例如是微處理器或者微控制器，或者是可編程數位訊號處理器，或者固定或可編程數字邏輯設備。存儲器16存儲控制器12用於控制AP 10的功能的數據。另外，存儲器18存儲用於AP控制處理邏輯50的指令，其中這些指令在被控制器12執行時，使得控制器執行結合圖4在此描述的操作和圖5-8中圖示的技術。因此，存儲器16是有形處理器或計算機可讀存儲介質的示例，其中該有形處理器或計算機可讀存儲介質存儲的指令在由處理器執行時，使得處理器執行當這裡描述的AP向CD發送下行鏈路傳輸時用於AP的頻譜分配操作。這裡描述的技術是如此設計的，以使AP 10被配置為發送或接收，但是絕不同時進行發送和接收。另外，AP有多個發射器，但僅需要單個能夠在任意時間在多個信道中的一個信道上進行接收的接收器。該AP能夠使用單一的MAC競爭技術。現在參考圖4，描述AP控制處理邏輯50。在52處，AP確定其所服務的混合BSS的性質(即各種類型的客戶端設備)，並據此信息確定頻譜使用容量，即，a)該AP服務的CD的帶寬容量，和b)對這裡描述的DL-OFDMA機制(例如，IEEE 802. Ilac及未來設備)的支持。當客戶端設備與AP相關聯時，AP通過從CD接收到的上行鏈路傳輸(當它們最初與AP關聯時)獲知⑶符合哪個版本的IEEE 802. 11標準。例如，在52處，AP獲知是否有在AP所服務的BSS中運行的802. Ila設備、802. Iln設備、802. Ilac設備等。另外，AP也將獲知每個特定CD的相關協議/容量，並存儲由客戶端設備標識符索引的該信息。例如，至少一個由AP服務的⑶有DL-OFDMA能力，並且相對於一個信道或者幾個綁定在一起的相鄰信道中的下行鏈路傳輸具有較高的帶寬容量，並且至少一個無線客戶端設備相對於一個信道或者幾個綁定在一起的相鄰信道中的下行鏈路傳輸具有較低帶寬容量。在54處，AP生成用於AP的可用帶寬的控制參數，以最好地服務各種類型的客戶端設備。在生成控制參數之前，AP可以競爭帶寬以確定用於下行鏈路傳輸的多個信道的可用性，從而使得在AP競爭用於下行鏈路傳輸間隔或會話的帶寬時基於控制參數來確定AP可用的多個信道。控制參數包括指示根據不同CD各自的容量的對於不同CD的用於至少在時間上部分重疊的多個下行鏈路傳輸的信道分配的信息；以及一種形式的指示由CD向AP傳輸確認(ACK)消息的定時的信息。在一種形式中，用於較高帶寬⑶的ACK消息不需要被調度，並且這裡描述的技術允許輪詢式的ACK機制。在輪詢式的ACK機制中，AP順序競爭對於信道的接入並通過例如
塊(Block)ACK請求(BAR)來請求ACK消息，然後⑶以例如BA來響應。AP輪流地向每個CD輪詢確認。在56處，AP在下行鏈路傳輸間隔之前在控制幀中發送控制參數。該控制幀提醒理解DL-OFDMA機制的(例如，802. Ilac⑶之類)的較高帶寬的⑶(它們是DL傳輸間隔的部分)在哪個或哪些信道接收其DL傳輸以及在一種形式中何時發送其各自的ACK消息。不支持DL-OFDMA機制的⑶，例如802. Ila和802. Iln⑶繼續監聽在其各種運行信道(包括主要信道)中發送的數據包。在58處，如下文中所述，AP在適當的時間從作為下行鏈路傳輸間隔的一部分的CD接收ACK消息。在下文中結合圖5-8描述這些控制參數如何被發送以及ACK消息的定時的示例。這裡使用的術語ACK是指任何類型的確認消息，包括由客戶端設備響應於接收到單獨數據包單元而發送的標準確認消息、以及為一起確認多個數據包單元而發送的塊(Block)確認(BA)。在這裡還引用了由AP發送的所謂「偽」下行鏈路ACK，在下文中對其進行說明。關於AP發送到其BSS中的客戶端設備的控制參數的第一示例，現在參考圖5。在這個示例中，有第一(主要)信道CH1、第二(次要)信道CH2、第三信道CH3和第四信道CH4,每個信道均為例如20MHz寬。而且,在這個示例中，AP確定有兩種類型的設備,它具有用於802. Ilac和802. Iln的幀。在60處，AP競爭其可用的帶寬(例如，80MHz)的全部或某些特定部分並得到相應帶寬。任何現在已知的或在以後開發的多信道競爭機制可以由AP在60處使用，這傾向於使衝突最小化並使公正性和吞吐量最大化。接下來，AP發送控制幀(CF) 100。控制幀100包含用於各種客戶端設備的以下信息，其中這些信息是關於期望四個信道中的哪一個或多個信道用於它們給定的DL傳輸間隔或會話(由標號70示出)的傳輸的。如圖5中所示，AP在四個信道中的每個信道上發送控制幀100。而且，如結合圖6進一步說明的，去往802. Ilac⑶的每個802. IIac數據包115中的物理層收斂協議(PLCP)報頭表示DL-OFDMA發送機會(TXOP)中的每幀的子信道。TXOP是通過競爭技術獲得的供設備進行傳輸的時間間隔，所述傳輸比如是在DL傳輸間隔期間由AP進行的DL傳輸。AP 10能夠配置控制幀100從而為每個子信道設置不同的網絡分配向量(NAV)，另外控制幀內容相同並包括a)用於ACK調度的傳統ACK結束(end-of-legacy-ACK，E0LA)的持續時間，在圖5中用箭頭110表示出了到EOLA ACK的持續時間(如果總是使用輪詢式ACK,則省略；或者如果既允許調度式ACK也允許輪詢式ACK，則設為0作為在這裡請求輪詢式ACK的標誌)；和b)用CD標識符進行的子信道分配，該標識符是AP分配到CD的聯合標識符(AID)，由標號112處的箭頭表示。仍然參考圖5，在這個示例中，控制幀100指示第三和第四信道被綁定在一起，用於去往具有⑶標識符(AID) =「x」的802. Ilac客戶端設備的單個DL數據包。然後，客戶端設備「x」將獲知在第三和第四信道(綁定在一起)上接收其傳輸。控制幀被以用於傳統CD的基本速率進行廣播(能被BSS中的所有CD理解的低速率)，在這個示例中，假設附近沒有802. Ila設備，且所述速率是用於802. Iln設備的速率。在圖5的示例中，在114處示出的802. Iln DL數據包是傳統幀，並且在這個示例中，AP在被綁定到一起的第一和第二信道上發送傳統的DL數據包114。然而，再次由於控 制幀100意圖由較高帶寬的⑶(例如，802. Ilac CD)解碼並且802. IIa和802. Iln CD不理解並因此忽略控制幀100，所以AP不在控制幀100中包括關於第一和第二信道上的傳統幀的任何信息。一般來說，在DL傳輸間隔期間作為DL傳輸目的地的CD中，802. Iln CD是具有最低數據速率和/或較低帶寬容量的設備。傳統的DL幀114需要是DL傳輸間隔中的最長幀，因此所有DL傳輸在ACK接收開始之前結束。這大大簡化了 AP的硬體實現。如下文中所述，將由作為DL傳輸目的地的傳統CD和其它非傳統CD發送的ACK消息此後將在第一子信道上被順序發送。在115處示出的去往802. Ilac⑶的DL數據包在第三和第四信道上發送。在一種形式中，控制幀100被進一步配置為在傳統⑶經過到E0LAACK的持續時間110在116處發送其ACK之後，使得較高帶寬的802. Ilac⑶「x」(在圖5中稱為「STA_x」)如118處所示發送其BA。另一方面，lla/lln⑶不理解該控制幀，並立即自動地發送ACK(在802. Ila的情況下)，或者在由傳統的數據包請求(如在某些802. Iln幀的情況下)時才發送ACK。因此，如圖5中所示，控制幀中的控制參數指示根據不同客戶端設備各自的帶寬容量的對於這些不同客戶端設備的信道分配，其中該信道分配導致在下行鏈路傳輸期間在時間上至少部分重疊的到不同客戶端設備的多個下行鏈路傳輸。在一種形式中，信息被包括在控制參數中，以指示較高帶寬的具有DL-OFDMA能力的客戶端設備向AP傳輸ACK消息的定時。在下行鏈路傳輸間隔期間，控制參數表示下行鏈路傳輸將在一個信道或幾個被綁定到一起的相鄰信道中被發送到至少一個具有較高帶寬容量的無線客戶端設備。作為ACK消息的次序安排的替代，可以在非主要信道(第二、第三和第四信道)上使用時間間隔填充，並在非主要信道上的DL傳輸完成之後，在非主要信道上頻分復用或者順序發送ACK消息。總的來說，暗示要由在DL傳輸間隔中作為DL幀的目的地的⑶發送的所有ACK消息，將在特定的信道上或者在與用於以下DL傳輸的信道相對應的信道上(例如，主要信道和相鄰的次要信道)，其中該DL傳輸是去往具有較低帶寬容量的、作為DL傳輸會話/間隔的部分的CD的。此外，在控制幀中規定了表示從控制幀100的末端到來自具有較低帶寬容量的CD的ACK消息的完成的持續時間或時間間隔(例如，到EOLA 110的持續時間)的信息。然而，AP可以用輪詢式ACK技術代替利用用於較高帶寬的CD的到EOLA信息的持續時間110的調度式ACK。如上所述，控制幀100可以被配置為針對每個信道設置不同的NAV以保護ACK消息和DL幀的信息。NAV是用於諸如IEEE 802. 11和IEEE802. 16之類的無線網絡協議的虛擬載波感測機制。虛擬載波感測是一種邏輯抽象，其為了節約能量並增加可靠性而限制空中接口處的物理載波感測的需求。MAC層幀報頭包含指定該幀所需的傳輸時間的持續時間欄位，在這段時間介質將被佔用。在無線介質上進行監聽的站點讀取持續時間欄位並設置其NAV，其中NAV是關於站點必須推遲多久訪問介質的指示符。無線站點通常是電池供電的，因此為了節省功率，站點可以進入節電模式。站點逐漸減小其NAV計數器直到它變為0，這時站點醒來並再次感測介質。NAV虛擬載波感測機制是用於IEEE 802. IlWLAN的CSMA/CA隨機訪問協議的重要部分。圖5中描述的頻譜分配方案可以被視為這樣的方案，其中控制幀中的控制參數包括指示多個信道中的對於一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的用於下行鏈路傳輸的子集中的信道分配的信息，同時隱含地指示一個或多個具有較低吞吐能力的設備在多個信道中的與分配用於到較高帶寬的無線客戶端設備的下行鏈路傳輸的信道子集不同的 子集中的一個或多個綁定到一起的信道中接收下行鏈路傳輸。分配用於較高帶寬的客戶端設備的多個信道的子集與用於到具有較低帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的多個信道中的一個或多個不重疊。控制幀100的另一個可選特徵是，AP發送在120處示出的所謂的「偽」DL ACK,以使802. IIac和802. Iln客戶端設備能夠對信道進行公平訪問。非802. Ilac重疊BSS (OBSS)客戶端設備將在DL數據包115之後執行擴展幀間間隔(EIFS)。因此，在120處示出的偽DL ACK實現了對802. Ilac OBSS客戶端設備的公平。以這種方式，在DL數據包115之後，802. Iln和802. Ilac客戶端設備在非主要信道上具有相等的發送機會。因為可以理解AP通常不發送實際上不作任何確認的DL ACK，所以在120處示出的DL ACK為「偽」的。AP生成並發送DL ACK,作為一種允許所有客戶端設備將其解碼並因此認識到信道已被佔用以致 它們不能競爭該信道的手段。換句話說，AP在分配給較高帶寬的CD的信道子集上發送被配置為ACK消息的消息，以使檢測到(由AP發送的)ACK消息的其它設備避免競爭該信道子集，並在一段時間之後允許競爭該信道子集。此外，如上所述，控制幀包括這樣的信息，該信息指示來自一個或多個具有較高帶寬容量的CD的ACK消息、以及隨後的來自具有較低帶寬容量的CD的最後的ACK消息將依次由特定的CD發送。此外，AP生成用於調度用於較低帶寬容量CD的幀的控制參數，所述用於較低帶寬容量CD的幀的持續時間比用於較高帶寬CD的幀的持續時間長，從而使得AP只需在任意給定時刻發送或接收，而不能同時發送並接收。現在轉到圖6，示出了控制幀100的一個示例。控制幀100包括持續時間欄位101、第一地址(地址I)欄位102、第二地址(地址2)欄位103、E0LA持續時間欄位104、子信道欄位數欄位105和一個或多個子信道欄位106 (I)-106 (N)。每個子信道欄位106 (i)包括子信道ID欄位107、AID子欄位108以及保留欄位109。持續時間欄位101指定了控制幀從開始到結束的持續時間。控制幀100是可變長度幀。可以使用的固定長度最大達8個子信道*4AID/子信道*1.5八位字節/AID = 48個八位字節+20個MAC字節。
地址I欄位102指定了用於給定BSS的廣播地址，以便BSS中的所有⑶接收並解碼控制幀100。地址2欄位103指定了 BSS的BSS標識符(BSSID)(由於這是控制幀100的目標)。EOLA持續時間欄位104表示如圖5中110處示出的從控制幀100的末端到傳統的ACK幀末端的時間間隔。子信道欄位數欄位105表示子信道欄位106 (I)-106 (N)的數目。在一種替代形式中，使用一個子信道欄位，並且CD能夠從DL數據幀的PLCP報頭中獲得子信道的完整列表。跨越N個子信道發送到給定AID的DL幀需要N個子信道欄位。在給定的子信道欄位106 (i)內，子信道ID欄位107包括在最大達160MHz的帶寬中標識20MHz帶寬的信息(例如，利用3比特)。例如，一個40MHz的Ilac客戶端以6Mbps (802. Ila)的速率使用27個八位字節或60微秒。這對應於圖5中在112處示出的箭頭表示的信息。為了支持DL-多用戶多輸入多輸出(MIMO)，每個子信道可以使用多個AID。作為一種替換，每個CD可以有一個子信道ID欄位。可以縮短AID子欄位，以獲得用於更大的子信道ID欄位的額外的位(4或8比特掩碼，每20MHz子信道用I比特)。由於控制幀是在實際的DL幀之前不久被發送的，因此沒有足夠的時間向CD交涉並發送安全信息，所以控制幀100從特性上講就是不安全的。提供不安全的控制幀引入了對於目標客戶端的新型的拒絕服務攻擊的可能性。攻擊設備可以定期地將指向所選AID的偽造控制幀發送到非主要/次要(少用的)子信道，並在短幀間間隔(SIFS)之後，該攻擊設備在所指示的子信道上發送長數據包。在這種攻擊期間，作為目標的所選客戶端設備丟失了由AP在其它子信道(例如主要/次要子信道)上發送的數據包。該攻擊需要攻擊者連續地或多或少地進行發送。目標客戶端設備能夠以如下方式減輕攻擊。如果在(SIFS)之後在主要信道上沒有能量，或者剛好在EOLA持續時間-SIFS-TXTME (ACK或BA)之前主要信道上的能量消失了，則能夠確定發生了攻擊。總的來說，每個DL數據包/幀的PLCP報頭自己顯示由數據包佔用的子信道。這種自己顯不(self-announcement)能夠像20/40/80/160MHz指不一樣簡單，因此2比特就足夠了。使用DL-0FDMA，擴展是可能的，其中比特數取決於在用於802. Ilac設備的DL-OFDMA內假定的最大帶寬和最小綁定。選項包括I.每個子信道I比特，從而80MHz最多需要4比特(I，2，3，4)，而160MHz則最多需要 8 比特(1，2，3，4，5，6，7，8);或者2.隨著「較高」子信道的更多綁定(聚集)，80MHz最多需要3比特(I，2，3+4)，而160MHz 則最多需要 5 比特(I，2，3+4，5+6，7+8)。圖7示出了對於兩個802. Ilac⑶和一個傳統的⑶的DL-OFDMA傳輸中使用的樣本編碼。AP覆蓋了 160MHz的帶寬，覆蓋信道36-64。傳統的⑶自動地在主要信道(信道36)上監聽，並這樣接收傳統數據包。第一 802. Ilac⑶的數據包在綁定到一起的信道44和48上(這由在該數據包的PLCP報頭中發送的編碼「00100」 ( S卩，3+4，這在BSS中是44+48)表示)。第802. Ilac CD的數據包在52-64信道上(這由編碼「00011」(即，5+6，7+8，這在BSS中是52+56和60+64)表示)。傳統幀是最長幀的約束並不是太嚴格。使用將要發送的數據單元的集合(在時間上)，AP能夠在不過度加長802. Ilac幀的條件下加長802. Iln幀。在初期採用802. Ilac期間，802. I la/802. Iln將佔優勢地位，因此「總是」存、在要由802. Ilac數據單元「捎帶」的傳統幀。在採用802. Ilac的後期，802. Ilac幀將佔優勢地位，因此「總是」有802. Ilac數據單元要與較慢的傳統幀一起發送。這裡描述的頻譜分配技術也同樣適用於廣播幀。廣播幀在總是包括主要信道的信道上發送，並且在同樣的TXOP期間不與DL-OFDMA幀並行。在一種變型中，AP為了接收的目的而將所選擇的客戶端設備預先分配到不同的子信道能夠避免控制幀的傳輸。例如，主要信道變為用於傳輸的主要信道，但是不同的客戶端設備具有不同的用於接收的主要信道。這對單播傳輸比較有效，但是廣播傳輸需要在多個子信道上被複製，或者為了以與圖5中所示的相同的方式接收廣播傳輸，而需要AP發送控制幀以臨時將客戶端設備移回主要信道，其中該控制幀包括將客戶端設備「x」從例如第三子信道指引回到第一子信道以在主要信道上接收DL廣播包的信息。圖8圖示了另一個示例，其中較低帶寬的傳統客戶端設備是802. Ila客戶端設備，並且在BSS中有三個在DL傳輸間隔期間作為目的地的802. Ilac客戶端(在圖8中稱為STA-x、STA-y和STA_z)。在這個示例中，使用了 DL-OFDMA和DL-MUMMO 二者。在這個示例 中有6個信道，用CH1、CH2、…、CH6代表。去往傳統(較低帶寬)802. Ila⑶的DL幀在主要信道上(CHl)並在214處示出。去往較高帶寬⑶「x」 (STA-x)的DL包在次要信道(CH2)上並在216處示出。去往較高帶寬⑶「y」和「z」 (STA-y和STA-z)的DL-MUMMO數據包在第三和第四綁定信道上通過MU-MIMO發送，並在218處示出。OBSS流量在第五和第六子信道上出現，並在220處示出。在這個示例中，DL傳輸間隔中包括的來自第四客戶端設備的ACK都出現在第一信道上，並且以下述順序出現在222處是來自802. Ila客戶端設備的802. Ila ACK，接下來在224處是來自STA-x的802. Ilac BA，接下來在226處是來自802. Ilac STA-y的BA，最後在228處是來自802. Ilac STA-z的BA。AP也可以在第二、第三和第四信道上發送如在230、232和234示出的可選擇的「偽」 DL ACK。在另一個示例中，AP在控制幀中生成用於到CD的單用戶(SU)MMO下行鏈路傳輸和用於到多CD的MU-MIMO下行鏈路傳輸的控制參數。也就是說，這裡描述的DL-OFDA技術是兼容的，既能夠支持SU-MMO傳輸也能夠支持MU-MMO傳輸。AP的PHY層的設計在本質上可以與標準另外提供的設計相同。一個例外是，為了滿足不同客戶端設備的抑制信道性能(rejection channel capability) ,AP可以根據數據速率自適應地調整在不同信道中發送的下行鏈路傳輸的功率。例如，用64QAM、3/4或更高發送的傳統數據包可以相對於802. Ilac星座點放大l_2dB，從而不超出傳統的規格。在另一種變型中，AP可以被配置為在DL傳輸間隔內從不以最高調製及編碼方案向傳統設備發送數據包，而僅使用對相鄰信道幹涉抑制的要求足夠嚴格的調製及編碼方案。在客戶端設備中，接收器能夠採用其常規處理來執行包開始(start-of-packet)檢測、粗載波檢測等。確實，由於客戶端設備最初在主要子信道上接收與其他信道上相同的信息，即使其預期的數據包位於第二、第三或第四信道中的一個或多個上，客戶端設備也能夠像平常一樣繼續處理主要信道，因此不需要立即切換到其它信道。每當非主要幀長於控制幀時，這裡描述的技術就提供單BSS帶寬的總體上的增力口。這對80或160MHz的BSS中的傳統客戶端設備特別有價值。AP僅需要發送或接收，而從不需要同時既發送又接收。AP僅需要競爭信道一次，而不需要進行多次MAC競爭以發送到多個⑶。由AP和客戶端設備執行的PHY濾波及處理非常類似於現有的MMO-OFDM要求，因此能夠無需特殊模擬(例如整流器或RF濾波)變化而完成。此外，具有單個PHY接收器的AP仍然能夠執行這裡描述的技術。非主要信道的使用被最小化，從而使得它們能夠在BSS的信道之間被共享。總之，提供了一種方法，其中，在無線網絡接入點設備處，在下行鏈路傳輸間隔期間用於帶寬中的多個信道的控制參數被生成，控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於這些不同無線客戶端設備的信道分配的信息，該信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸。在一種形式中，控制參數還包括指示由較高帶寬的客戶端設備向接入點設備傳輸確認消息的定時的信息。在下行鏈路傳輸時期之前，由接入點設備在帶寬中的多個信道中的每一個信道上發送包含控制參數的控制幀。另外，提供了一種設備，包括至少一個被配置為在帶寬中的多個信道中的一個或多個信道中發送無線信號的發射器；和被配置為與該至少一個發射器相耦合的控制器。該控制器被配置為生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於多個信道的控制參數，該控制參數包括指示根據不同客戶端設備各自的帶寬容量的對於這些不同客戶端設備的信道分配的信息， 該信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸；並且為至少一個發射器提供包含控制參數的控制幀，該控制幀用於在下行鏈路傳輸間隔之前在多個信道中的每一個信道上傳輸。此外，還提供了一種存儲指令的處理器可讀介質，當所述指令由處理器執行時使得該處理器生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於多個信道的控制參數，該控制參數包括指示根據不同客戶端設備各自的帶寬容量的對於這些不同客戶端設備的信道分配的信息，該信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸；並且為至少一個發射器提供包含控制參數的控制幀，該控制幀用於在下行鏈路傳輸間隔之前在多個信道中的每一個信道上傳輸。上述說明書僅作示例之用。
權利要求
1.一種方法，包括 在無線網絡接入點設備處生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於帶寬中的多個信道的控制參數，所述控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於所述不同無線客戶端設備的信道分配的信息，所述信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸；和 在所述下行鏈路傳輸間隔之前，在所述帶寬中的所述多個信道中的每個信道上發送包含所述控制參數的控制幀。
2.如權利要求I的方法，其中生成包括生成包括以下信息的控制參數，所述信息指示在所述下行鏈路傳輸間隔期間下行鏈路傳輸將在一個信道或者幾個綁定到一起的相鄰信道中被發送到至少一個具有較高帶寬容量的無線客戶端設備。
3.如權利要求2的方法，其中，生成控制參數包括生成指示所述多個信道中的用於到一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的子集中的信道分配的信息，所述多個信道中的所述子集不與所述多個信道中的用於到具有較低帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的一個或多個信道相重疊。
4.如權利要求3的方法，進一步包括在所述信道子集上從所述接入點設備發送被配置為確認消息的消息，以使檢測到所述確認消息的其它設備避免競爭所述信道子集，並在一段時間之後允許競爭所述信道子集。
5.如權利要求3的方法,其中，生成控制參數包括生成指示來自所述一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的確認消息、以及隨後的來自所述具有較低帶寬容量的客戶端設備的確認消息將依次由特定的客戶端設備發送的信息。
6.如權利要求3的方法，其中，生成控制參數包括生成指示在所述下行鏈路傳輸間隔期間分配給一個或多個較高帶寬容量的客戶端設備的相應客戶端設備標識符的信道的信肩、O
7.如權利要求I的方法，進一步包括在生成所述控制參數之前競爭所述帶寬以確定用於下行鏈路傳輸的所述多個信道的可用性，並且其中生成所述控制參數是基於所述帶寬中的所述多個信道中被確定為可用的一個或多個信道的。
8.如權利要求I的方法，進一步包括生成所述控制巾貞，所述控制巾貞包括指示從所述控制幀的末端開始到來自所述具有較低帶寬容量的客戶端設備的確認消息的完成為止的時間間隔的欄位，和至少一個指示對於在所述下行鏈路傳輸間隔期間將接收下行鏈路傳輸的一個或多個較高帶寬容量的客戶端設備的標示符的一個或多個信道的分配的欄位。
9.如權利要求I的方法，進一步包括基於從在所述接入點設備接收到的來自所述無線客戶端設備的上行鏈路傳輸中獲得的信息，來確定所述無線客戶端設備的帶寬容量。
10.如權利要求I的方法，其中，生成控制參數包括生成用於到無線客戶端設備的單用戶多輸入多輸出(MIMO)下行鏈路傳輸和用於到多個無線客戶端設備的多用戶MIMO下行鏈路傳輸的控制參數。
11.如權利要求I的方法，其中，生成控制參數包括生成控制參數，以調度在持續時間上長於用於較高帶寬的無線客戶端設備的幀的用於較低帶寬容量的無線客戶端設備的幀，從而使得所述無線網絡接入點設備在任意給定的時刻發送或接收，而不同時發送和接收。
12.一種裝置，包括至少一個發射器，被配置為在帶寬中的多個信道中的一個或多個信道中發送無線信號；和 控制器，被配置為與所述至少一個發射器相耦合，其中所述控制器被配置為 生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於所述多個信道的控制參數，所述控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於所述不同無線客戶端設備的信道分配的信息，所述信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸；並且 為所述至少一個發射器提供包含所述控制參數的控制幀，所述控制幀用於在所述下行鏈路傳輸間隔之前在所述多個信道中的每個信道上傳輸。
13.如權利要求12的裝置，其中，所述控制器被配置為生成包括以下信息的控制參數，所述信息指示在所述下行鏈路傳輸間隔期間下行鏈路傳輸將在一個信道或者幾個綁定到一起的相鄰信道中被發送到至少一個具有較高帶寬容量的無線客戶端設備。
14.如權利要求13的裝置，其中，所述控制器被配置為生成包括以下信息的所述控制參數，所述信息指示所述多個信道中的用於到所述一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的子集中的信道分配的信息，所述多個信道中的所述子集不與所述多個信道中的用於到具有較低帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的一個或多個信道相重疊。
15.如權利要求14的裝置，其中，所述控制器進一步被配置為生成用於在所述信道子集上傳輸的被配置為確認消息的消息，以使檢測到所述確認消息的其它設備避免競爭所述信道子集，並在一段時間之後允許競爭所述信道子集。
16.如權利要求14的裝置，其中，所述控制器被配置為生成包括以下信息的參數，所述信息指示來自所述一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的確認消息、以及隨後的來自所述具有較低帶寬容量的客戶端設備的確認消息將依次由特定的客戶端設備發送。
17.如權利要求12的裝置，其中，所述控制器進一步被配置為控制所述發射器根據數據速率自適應地調整在不同信道中發送的下行鏈路傳輸的功率，以滿足不同客戶端設備的抑制信道容量。
18.一種存儲指令的計算機可讀介質，所述指令在由處理器執行時使得所述處理器 生成在下行鏈路傳輸間隔期間用於多個信道的控制參數，所述控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於所述不同無線客戶端設備的信道分配的信息，所述信道分配導致到在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸；並且 為至少一個發射器提供包含所述控制參數的控制幀，所述控制幀用於在所述下行鏈路傳輸間隔之前在所述多個信道中的每個信道上傳輸。
19.如權利要求18的計算機可讀介質，其中，使所述處理器生成所述控制參數的所述指令包括使所述處理器生成以下信息的指令，所述信息指示在所述下行鏈路傳輸間隔期間下行鏈路傳輸將在一個信道或者幾個綁定到一起的相鄰信道中被發送到至少一個具有較高帶寬容量的無線客戶端設備。
20.如權利要求19的計算機可讀介質，其中，使所述處理器生成所述控制參數的所述指令包括使所述處理器生成以下信息的指令，所述信息指示所述多個信道中的用於到所述一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的子集中的信道分配，所述多個信道中的所述子集不與所述多個信道中的用於到具有較低帶寬容量的客戶端設備的下行鏈路傳輸的一個或多個信道相重疊。
21.如權利要求20的計算機可讀介質，其中，使所述處理器生成所述控制參數的所述指令包括使所述處理器生成以下信息的指令，所述信息指示來自所述一個或多個具有較高帶寬容量的客戶端設備的確認消息、以及隨後的來自所述具有較低帶寬容量的客戶端設備的確認消息將依次由特定的客戶端設備發送。
22.如權利要求18的計算機可讀介質，進一步包括以下指令，所述指令在由所述處理器執行時使得所述處理器基於從在所述接入點設備接收到的來自所述無線客戶端設備的上行鏈路傳輸中獲得的信息，來確定所述無線客戶端設備的帶寬容量。
23.如權利要求18的計算機可讀介質，其中，使所述處理器生成所述控制幀的所述指令包括以下指令，所述指令使所述處理器生成指示從所述控制幀的末端開始到來自所述具有較低帶寬容量的客戶端設備的確認消息的完成為止的時間間隔的欄位，和指示對於在所述下行鏈路傳輸間隔期間將接收下行鏈路傳輸的一個或多個較高帶寬容量的客戶端設備的標識符的一個或多個信道的分配的至少一個欄位。
全文摘要
這裡提供的技術允許無線網絡接入點(AP)更充分地利用其帶寬，從而平衡AP服務的不同類型無線客戶端設備的不同帶寬容量。AP生成在下行傳輸間隔期間用於帶寬中的多個信道的控制參數。該控制參數包括指示根據不同無線客戶端設備各自的帶寬容量的對於這些不同無線客戶端設備的信道分配的信息，該信道分配導致在時間上至少部分重疊的多個下行鏈路傳輸。AP在下行鏈路傳輸間隔之前，在帶寬中的多個信道中的每個信道中，在控制幀中發送控制參數。
文檔編號H04L5/00GK102792628SQ201180013204
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月20日 優先權日2010年3月10日
發明者布萊恩·D·哈特 申請人:思科技術公司