接入点、高吞吐量站、接入点和高吞吐量站中使用的方法

摘要

公开了一种接入点（AP）、一种高吞吐量（HT）站（STA）、一种用于在接入点（AP）中使用的方法及一种用于在高吞吐量（HT）站（STA）中使用的方法。其中，该AP包括：处理器，被配置成产生关联消息，其中所述关联消息包括指示空时块码（STBC）传输的AP支持的性能信息元素（IE）；天线；以及发射机，被配置成经由所述天线传送所述关联消息。该STA包括：发射机，被配置成传送第一关联消息；以及接收机，被配置成接收第二关联消息，该第二关联消息包括指示空时块码（STBC）传输的AP支持的性能信息元素（IE）。在AP中使用的方法包括：产生关联消息，该关联消息包括指示空时块码（STBC）调制传输的AP支持的性能信息元素（IE）；以及传送所述关联消息到站（STA）。

说明书

本申请是申请日为2006年9月11日，申请号为200680033681.5，发明 名称为“用于保护高吞吐量站的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线通信系统。更特别地，本发明涉及在其他不兼容的高吞 吐量（HT）传输以及传统（legacy）传输存在的情况下对HT传输的保护。

背景技术

HT传输需要来自传统站（STA）的保护，因为使用竞争（contention） 的传统STA不能对HT物理层（PHY）分组数据单元（PPDU）进行译码， 因此传统STA由于繁忙而不能解释媒介。相似地，给定HT STA的HT传输 在HT PHY不兼容的情况下需要来自其他HT STA的保护。在马修加斯特 （Matthew Gast）所著的“802.11无线网络权威指南，第二版（802.11Wireless  Network：The Definitive Guide，Second Edition）”中，公开了IEEE 802.11 的加强保护机制。在柯普米那斯（Kopmeiners）等人的国际公开号 W02005/006700A1专利中则公开了在一使用时间正交符号的多天线通信中， 反向兼容通信的方法和装置。

如图1所示，每个传统PPDU 100包括传统PHY前置码/报头105，接 着是传统PHY有效载荷110，该传统PHY有效载荷110通常是媒体接入控 制（MAC）分组数据单元（PDU）。例如，图2A和2B显示了一种HT设备 （即A型）和另一种HT设备（即B型）具有不同的PHY前置码115和120。 A型设备具有传统前置码105以及用于多输入多输出（MIMO）功能的新前 置码115，二者一起作为PHY报头的部分，而B型设备仅具有新PHY前置 码120。然而，B型设备可以对所述传统前置码105进行解码。A型和B型 设备的HT PHY前置码115和120是不同的。在这种情况下，两种设备不能 彼此通信。同样，A型设备在缺少任何传统设备的情况下是低效的。下面描 述两个考虑的情况（1和2）。

情况1使用至少三种不同类型的以不同的/不兼容的PHY层运行的设 备：1）传统设备，如图1所示，其传送仅具有传统前置码105的分组；2） HT A型设备，如图2A所示，其传送具有A型HT前置码115的PPDU；以 及3）HTB型设备，如图2B所示，其传送具有B型HT前置码120的PPDU。

情况2同样使用至少三种类型的设备：1）传统设备，如图1所示，其 传送仅具有传统前置码105的分组2）HT设备，如图2C所示，其传送混合 模式分组（例如，PHY前置码包括传统前置码和HT前置码）；以及3）HT 设备，如图2D所示，其传送仅具有HT PHY前置码的分组（即绿色场 （GreenField，GF）PHY前置码120和HT前置码115）。

因此，不同类型的HT设备可以利用互不兼容的PHY层而运行。例如， 第一类型HT STA的接收机可能不能解码由第二类型HT STA传送的分组， 反之亦然。

发明内容

本发明提供了一种接入点（AP），该AP包括：处理器，被配置成产生 关联消息，其中所述关联消息包括指示空时块码（STBC）传输的AP支持的 性能信息元素（IE）；天线；以及发射机，被配置成经由所述天线传送所述 关联消息。

本发明还提供了一种接入点（AP），该AP包括：处理器，被配置成产 生信标，其中该信标包括指示空时块码（STBC）传输的AP支持的性能信息 元素（IE）；天线；以及发射机，被配置成经由所述天线传送所述信标。

本发明还提供了一种高吞吐量（HT）站（STA），该STA包括：发射机， 被配置成传送第一关联消息；以及接收机，被配置成接收第二关联消息，该 第二关联消息包括指示空时块码（STBC）传输的AP支持的性能信息元素 （IE）。

本发明还提供了一种用于在接入点（AP）中使用的方法，该方法包括： 产生关联消息，该关联消息包括指示空时块码（STBC）调制传输的AP支持 的性能信息元素（IE）；以及传送所述关联消息到站（STA）。

本发明还提供了一种用于在接入点（AP）中使用的方法，该方法包括： 产生信标，该信标包括指示空时块码（STBC）调制传输的AP支持的性能信 息元素（IE）；以及传送所述信标到站（STA）。

本发明还提供了一种用于在高吞吐量（HT）站（STA）中使用的方法， 该方法包括：传送第一关联消息；以及接收第二关联消息，该第二关联消息 包括指示空时块码（STBC）调制传输的AP支持的性能信息元素（IE）。

本发明还提供了一种用于在高吞吐量（HT）站（STA）中使用的方法， 该方法包括：从接入点（AP）接收信标，该信标包括指示空时块码（STBC） 调制传输的AP支持的性能信息元素（IE）。

本发明还提供了一种高吞吐量（HT）站（STA），该STA包括：接收机， 被配置成从接入点（AP）接收信标，该信标包括指示空时块码（STBC）传 输的AP支持的性能信息元素（IE）。

本发明提出一种改进，该改进为在包含多个STA的无线通信网络中实 施的不同方案提供HT和传统互相作用（inter-working）的解决方案，例如 那些在IEEE802.11n中使用的方案等。所述互相作用的解决方案包括MAC 和PHY层保护机制、前置码信令以及信标信令。在一个实施方式中，第一 类型HT STA由第二类型HT STA通过使用分组的前置码中的比特来识别， 以指示在该分组的剩余部分中将使用哪种PHY类型。在另一个实施方式中， 第二类型HT STA发送准备发送（ready-to-send，RTS）/清除发送 （clear-to-send，CTS）或CTS自身（CTS-to-self）用于在第一类型HT STA 存在的情况下保留媒介。在又一个实施方式中，传统前置码保护由不同类型 HT STA使用以保护HT STA的传输。在又一个实施方式中，接入点使用信 标或关联消息指示对于传统前置码的系统中的运行或支持。

附图说明

通过给出的示例以及结合所附附图理解，可以从下面的描述中获得对本 发明的更详细的理解，其中：

图1显示了包括传统前置码和传统PHY有效载荷的常规的传统PPDU；

图2A和2B显示了第一常规情况（情况1），其中HT A型和HT B型设 备利用不同的并且不兼容的物理层而运行；

图2C和2D显示了第二常规情况（情况2），其中，HT设备传送混合模 式分组和/或仅具有HT PHY前置码的分组；

图3A和3B显示了根据本发明的PPDU结构，该结构使用了包含指示 PHY有效载荷的HT类型的比特的HT前置码；

图4为根据本发明的配置为利用传统前置码接收、译码并发送被保护的 HT传输的STA的框图；

图5为根据本发明的配置为传送包括性能信息元素（IE）的信标或关联 消息的AP的框图；

图6显示了被包括在由图5的AP传送的信标或关联消息中的性能IE 的字段；

图7显示了包括图5的AP和与图4的HT STA相似的多个HT STA的 无线通信系统。

具体实施方式

当下文提及时，术语“STA”包括但不限于无线发射/接收单元（WTRU）、 用户设备（UE）、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机或任何其他类型的 能够在无线环境中运行的设备。当下文提及时，术语“接入点（AP）”包括 但不限于基站、Node-B、站点控制器或任何其他类型的无线环境中的接口连 接（interfacing）设备。

本发明的特征可结合到集成电路（IC）中或配置在包括多个互连组件的 电路中。

本发明允许HT设备的互用性（interoperability），所述HT设备利用不 同的/不兼容的PHY层而运行，诸如图1和图2所示的那些前述的关于情况 1和/或情况2的PHY层。MAC和PHY级别保护技术用于解决由不兼容的 PHY有效载荷所引起的互用性问题。另外，HT前置码中的信令被实施以促 进互用性。最后，信标信令用于帮助支持互用性特性。

在图3A和图3B所示的实施方式中，PPDU的前置码结构（即分组）用 于A型和B型HT STA，而HT前置码包括指示在该分组的剩余部分中将使 用哪种PHY有效载荷类型的比特。每个HT STA可以利用接收机来解码传 统前置码105，该接收机配置为对以基本速率/调制发送的PHY前置码进行 解码。所述HT PHY前置码提供关于调制和编码方案（MCS）或用于该分组 剩余部分的PHY有效载荷类型的信息。但是，由于PHY层传输是不兼容的 （例如，空时块码（STBC）传输与非空时块码（non-STBC）PHY传输不兼 容），所以不可能对分组的剩余部分进行解码。第一HT STA在解码PHY前 置码方面没有问题。然而，第二HT STA将可以解码分组的传统前置码以及 指示用于剩余部分（即有效载荷）的PHY有效载荷类型的比特。

所述第二HT STA能够解码分组的其余部分。但是，即使分组的其余部 分没有被解码，第二HT STA也将从传统PHY前置码中提取足够的信息， 以设置用于传输的余下部分的第二HT STA的NAV定时器。并且，在这个 实施方式中，第一HT STA可以基于PHY前置码中的某些比特识别第二HT STA前置码，并且解码该分组的余下部分。

在MAC级别保护机制中，MAC层信令用于设置网络分配向量（NAV）， 该网络分配向量为MAC级别载波侦听（carrier-sense）程序。MAC信令可 以通过在传输前使用RTS/CTS或CTS-to-self机制实施以设置系统中的NAV， 或通过简单适当地设置传送的分组的MAC报头中的持续时间字段而实现。

在PHY级别保护机制中，设置传统信号字段中的传统PHY层收敛程序 （PLCP）速率以及长度字段，以指示用于保护的期望持续时间。所述传统 信号字段在PPDU的HT部分之前。传统信号字段的传送使用全向天线模式 以及传统MCS，从而传统信号字段被所有的STA所接收。这种保护方法被 称为传统信号（L-SIG）字段传输机会（TXOP）保护。

在第二实施方式中（应用到情况1和情况2），第二HT STA（HT B型 设备）在第一HT STA（HT A型设备）存在的情况下发送RTS/CTS或 CTS-to-self以保留媒介。

在另一个实施方式中（应用到情况1和2），优选的网络AP根据前面提 议的方法支持传统前置码、HT STA前置码以及具有HT保护机制的MAC分 组传输。可替换地，如果AP不支持HT STA，那么该AP在信标或关联消息 中指示这样的信息。因此，HT STA利用传统前置码以传统模式运行。

所述传统信号字段（PLCP速率和长度字段）可以用于指示用于保护的 整个周期，并且可以当需要时被不定期地发送。传统前置码可以与或不与紧 随其后的实际MAC分组一起被发送。这不需要在受保护的持续时间内和每 个分组一起发送传统信号字段。这同样避免用于HT传输保护的传送传统分 组的支出（MAC级别）。并且，第一HT STA（情况1的HT STA A型）在 缺少传统站的情况下不发送PHY前置码。在信标上发送的信息可以由如情 况1中的A型的第一HT STA使用，以找出在网络中是否存在传统STA。

图4为根据本发明的配置为利用传统前置码接收、译码并发送被保护的 HT传输的HT STA 400的框图。所述HT STA 400包括处理器405、发射机 410、接收机415以及与发射机410和接收机415电耦合的天线420。根据本 发明，所述处理器405被配置为产生并译码受保护的HT传输，而传统前置 码在具有指示PHY有效载荷类型的前置码的HT传输之前。

图5为根据本发明的配置为利用传统前置码保护HT传输的AP 500的 框图。所述AP 500包括处理器505、发射机510、接收机515以及与发射机 510和接收机515电耦合的天线520。所述处理器505被配置为产生由发射 机510经由天线520传输的信标或关联消息。根据前面提议的方法，所述信 标或关联消息可以包括指示对于传统前置码、HT STA前置码和具有HT保 护机制的MAC分组传输的运行或支持的信息。

图6显示了被包括在由AP 500传送的信标或关联消息中的性能信息元 素（IE）的字段，该字段指示HT保护机制的支持。所述字段的顺序不重要 并且可以任意指定给给定的实施。所述字段可以包括在新的性能IE中或被 添加到现有的性能IE中。

图7显示了包括图5的AP 500和与图4的HT STA 400（PHY B型）相 似的多个HT STA 400₁-400_N的无线通信系统700。如果具有RTS/CTS或 CTS-to-self子域的HT PHY B型保护指示了由AP 500传送的信标中的这些 机制的支持，那么HT STA 400中的一个可以通过传送RTS消息至AP 500 以开始TXOP。然后，AP 500通过传送CTS消息以响应该RTS消息。HT STA 400以及AP 500也可以使用CTS-to-self消息以保护PHY B型的HT传输。

实施例

1.一种在无线通信系统中实施的高吞吐量（HT）传输方法，该无线通信 系统包括第一类型站（STA）和第二类型STA，所述方法包括：

第一STA传送至少一个HT物理层（PHY）分组数据单元（PPDU），该 PPDU包括HT前置码和HT PHY有效载荷，该HT前置码包括与所述HT PHY有效载荷关联的信息；

第二STA接收来自第一STA的PPDU；以及

第二STA从HT前置码中提取与该HT PHY有效载荷关联的信息，即使 不能对该HT PHY有效载荷进行解码。

2.根据实施例1所述的方法，其中由第一STA传送的HT PPDU包括传 统PHY前置码，该方法还包括：

第二STA基于包括在传统PHY前置码中的信息设置用于所述传输的网 络分配向量（NAV）定时器。

3.根据实施例1和2中的一个所述的方法，其中由第一STA传送的HT PPDU包括传统PHY前置码，该方法还包括：

第二STA基于包括在HT前置码中的至少一个比特设置用于所述传输的 网络分配向量（NAV）定时器。

4.根据实施例1-3中任一个所述的方法，其中第一和第二STA参与到 无线通信中，其中由第一STA传送的PPDU与第二STA的性能不兼容。

5.根据实施例1-4中任一个所述的方法，还包括：

第二STA识别第一STA。

6.根据实施利1-4中任一个所述的方法，还包括：

第二STA解码整个PPDU。

7.根据实施例1-4中任一个所述的方法，还包括：

第一STA识别第二STA。

8.根据实施例1-7中任一个所述的方法，其中所述第二STA发送请求 到接入点（AP），以发送准备发送（RTS）/清除发送（CTS）消息或提供用 于保留媒介的CTS-to-self保护支持。

9.根据实施例1-7中任一个所述的方法，其中所述第STA在系统中 与至少一个第一STA并存。

10.根据实施例8所述的方法，其中所述RTS/CTS或CTS-to-self保护 支持由AP传送的信标进行指示。

11.一种高吞吐量（HT）站（STA），包括：发射机，用于传送保护的 HT传输；

处理器，用于产生至少一个HT物理层（PHY）分组数据单元（PPDU）， 该PPDU包括HT前置码和HT PHY有效载荷，该HT前置码包括与HT PHY 有效载荷关联的信息；

接收机，用于对从其他HT STA接收到的传统PHY前置码进行解码。

12.根据实施例11所述的HT STA，其中用于所述传输的网络分配向量 （NAV）定时器基于包括在传统PHY前置码中的信息而被设置。

13.根据实施例11所述的HT STA，其中用于所述传输的网络分配向量 （NAV）定时器基于包括在所述HT前置码中的至少一个比特而被设置。

14.根据实施例11所述的HT STA，其中所述接收机对混合模式PPDU 以及非HT PPDU进行解码。

15.根据实施例11所述的HT STA，其中所述接收机对绿色场模式 PPDU、混合模式PPDU以及非HT格式PPDU进行解码。

16.一种保护高吞吐量（HT）传输的方法，该方法包括：

非接入点（非AP，non-AP）站（STA）通过传送包括准备发送（RTS） 帧的请求信号到接入点（AP）而启动传输机会（TXOP）；以及该AP利用响 应清除发送（CTS）帧而响应于该非AP STA。

17.根据实施例16所述的方法，其中所述非AP STA和AP使用用于保 护HT传输的CTS-to-se1f消息。

18.一种接入点（AP），包括：

处理器，被配置为产生关联消息，其中所述关联消息包括具有多个字段 的性能信息元素（IE），所述多个字段指示对于传统前置码、高吞吐量（HT） 站（STA）前置码以及具有HT保护机制的媒体接入控制（MAC）分组传输 的运行或支持；

天线；以及

发射机，与处理器和天线电耦合，用于传送所述关联消息。

19.一种接入点（AP），包括：

处理器，被配置为产生信标，其中所述信标包括具有多个字段的性能信 息元素（IE），所述多个字段指示对于传统前置码、高吞吐量（HT）站（STA） 前置码以及具有HT保护机制的媒体接入控制（MAC）分组传输的运行或支 持；

天线；以及

发射机，与处理器和天线电耦合，用于传送所述信标。

虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描 述，但每个特征或元素可以（在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的 情况下）单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况 下使用。