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CN105359590A - 无线局域网系统内传输数据的方法和设备 - Google Patents

无线局域网系统内传输数据的方法和设备 Download PDF

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CN105359590A
CN105359590A CN201480036994.0A CN201480036994A CN105359590A CN 105359590 A CN105359590 A CN 105359590A CN 201480036994 A CN201480036994 A CN 201480036994A CN 105359590 A CN105359590 A CN 105359590A
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Abstract

本发明公开一种无线LAN系统中传输数据的方法和装置。所述传输数据的方法包含以下步骤：产生包含与中继设备连接的末端的标识符信息的激活请求帧，使得末端运行于唤醒模式；向中继设备传输激活请求帧。结果是可防止中继设备中发生缓存溢出。

Description

无线局域网系统内传输数据的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种无线局域网(WLAN)系统内的数据传输技术，具体而言，涉及一种在包括中继设备的WLAN系统内用于将数据传输至末端(endterminal)的方法和设备。
背景技术
随着信息和通信技术的发展，已经开发不同的无线通信技术。在这些技术中，无线局域网(WLAN)代表基于无线电频率(RF)技术而在利用移动终端的家庭、商务或特定服务区中允许无线访问因特网的技术，所述移动终端诸如个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、便携式多媒体播放器(PMP)、智能手机、平板电脑等。
用于WLAN技术的标准开发为电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准。符合IEEE802.11a标准的WLAN技术基于正交频分多址(OFDM)机制运行，在5GHz频带内能够提供最大为54Mbps的数据速率。符合IEEE802.11b标准的WLAN技术基于直接序列扩频(DSSS)机制运行，在2.4GHz频带内能够提供最大为11Mbps的数据速率。符合IEEE802.11g标准的WLAN技术基于OFDM或者DSSS机制运行，在2.4GHz频带内能够提供最大为54Mbps的数据速率。
符合IEEE802.11n标准的WLAN技术基于2.4GHz频带和5GHz内的OFDM机制运行，当使用多输入多输出OFDM(MIMO-OFDM)机制时其能够向四空间流(spatialstreams)提供最大为300Mbps的数据速率。符合IEEE802.11n标准的WLAN技术可支持最大为40MHz的信道带宽(channelbandwidth)并在这种情况下能够提供最大为600Mbps的数据速率。
由于此种WLAN技术的普及已经启动，且使用WLANs的应用多样化，因此对支持比现有WLAN技术更高吞吐量(throughput)的新WLAN技术的需求在增加。提出一种非常高吞吐量(VHT)WLAN技术，其支持1Gbps或更大的数据速率。同时，在基于这种WLAN技术的系统中出现一个问题，当WLAN设备之间的距离增大时，通信效率会下降。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目标之一在于提供一种用于改善WLAN系统的效率的数据传输方法。
为解决上述问题，本发明的另一目标在于提供一种用于改善WLAN系统的效率的数据传输装置。
技术方案
为实现上述目的，根据本发明的实施例，基于WLAN技术的通信系统包括用作中继设备的特定终端，所述中继设备中继主接入点和末端之间传输的数据。
此处，根据本发明的实施例，通过主接入点执行的数据传输方法包含：产生包含与中继设备连接的末端的标识符信息的激活请求帧，使得末端运行于唤醒模式；以及向中继设备传输激活请求帧。
此处，末端的标识符信息可以是关联标识符(AID)。
此处，激活响应帧可包含末端的标识符信息。
此处，数据传输方法可进一步包含：获得对节电-轮询(PS-Poll)帧响应的确认帧(ACK)，所述PS-Poll帧由中继设备传输至末端；以及向中继设备传输为末端缓存的数据帧。
根据本发明的另一实施例，为实现上述目的，通过中继设备执行的数据传输方法包含：从主接入点接收包含与中继设备连接的末端的标识符信息的激活请求帧，产生包含末端的标识符信息的传输指示图(TIM)，以及传输包含TIM的中继信标帧。
此处，末端的标识符信息可以是关联标识符(AID)。
此处，数据传输方法可进一步包含：从末端接收节电轮询(PS-Poll)帧；传输作为对PS-Poll帧响应的ACK帧；向主接入点传输激活响应帧，激活响应帧指示末端运行于唤醒模式；从主接入点接收数据帧；以及向末端传输数据帧。
此处，激活响应帧可包含末端的标识符信息。
此处，向末端传输数据帧配置为在向主接入点传输ACK帧之后向末端传输数据帧，ACK帧是对数据帧的响应。
此处，数据传输方法可进一步包含：从末端接收PS-Poll帧，传输作为对PS-Poll帧的响应的ACK帧，从主接入点接收数据帧，以及向末端传输数据帧。
此处，向末端传输数据帧配置为在向主接入点传输ACK帧之后向末端传输数据帧，ACK帧是对数据帧的响应。
有益效果
根据本发明可提高WLAN系统的无线传输效率。
附图说明
图1是对用于执行根据本发明的方法的站(station)的实施例进行说明的框图。
图2是对符合IEEE802.11的WLAN系统的配置的实施例进行说明的示意图。
图3是对中控型基本服务集(infrastructureBSS)中的终端关联过程进行说明的流程图。
图4是对WLAN系统的中控型BSS进行说明的示意图。
图5是对分层AID结构的实施例进行说明的框图。
图6是对TIM信息元件(IE)的结构的实施例进行说明的框图。
图7是对基于块编码的TIM的结构的实施例进行说明的框图。
图8是对数据传输/接收过程的实施例进行说明的流程图。
图9是对包括中继设备的WLAN系统进行说明的示意图。
图10是对中继设备的逻辑配置进行说明的框图。
图11是对包括中继设备的WLAN系统内的数据传输方法的实施例进行说明的示意图。
图12是对包括中继设备的WLAN系统内的数据传输方法的另一实施例进行说明的示意图。
图13是对主信标帧(beaconframe)的RTIM进行说明的示意图。
图14是根据本发明的实施例对包括中继设备的WLAN系统中数据传输方法进行说明的流程图。
图15是根据本发明的实施例对包括中继设备的WLAN系统中数据传输方法进行说明的示意图。
具体实施方式
本发明可作各种变形并可具有不同实施例，将会参照附图对具体实施例做详细的介绍。
然而，应当理解的是，这些实施例并非旨在限制本发明为具体公开的形式，而是包括了落入本发明精神和范围之内的所有的变型、等同物或者修饰。
诸如“第一”和“第二”的术语可用于描述不同的部件，但这些部件并非受限于这些术语。术语仅用于将一个部件与其它部件区分开。在不脱离基于本发明概念的范围的情形下，第一部件可按照类似的方式被指定为第二部件并且第二部件可被指定为第一部件。术语“和/或”包括多个相关项的组合或者多个相关项的任一个。
应当理解，指示第一部件“连接”或者“耦合”至第二部件的表述可包括第一部件利用插入其间的一些其它部件而被连接或者耦合至第二部件的情形，以及第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的情形。相反地，应当理解的是，指示第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的表述意味着第一和第二部件之间没有插入部件。
在本发明说明书中使用的术语仅用于描述具体实施例并非旨在限制本发明。除非在上下文中相反的说明被明确指出，单数表述包括了复数表述。在本发明中，应当理解的是，诸如“包括”或者“具有”的术语仅旨在指示特征、数字、步骤、操作、部件、部分或者其组合的出现，而非意欲排除一个或者多个其它特征、数字、步骤、操作、部件、部分、和其组合将会出现或者附加的可能。
除非不同地定义，此处所用的包含技术或者科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域中普通技术人员通常理解的术语相同的含义。与常用字典中定义的那些相同的术语应解释为具有相关领域的上下文含义相同的含义，而非解释为理想的或者过度正式的含义，除非它们在本发明说明书中清楚地定义。
下文中，本发明的优选实施例将会参照附图描述。为了便于理解本发明下述描述中的本发明的全部部分，相同的附图标记用于指定附图中相同或者相似的元件，并且相同部件的重复描述将被省略。
本发明说明书中，站(STA)表示包含符合IEEE802.11标准的媒介访问控制(MAC)以及用于无线媒介的物理层接口的任意功能媒介。站可划分为接入点(AP)站(STA)和非AP站。AP站可以简称为接入点(AP)，非AP站可以简称为终端。
“站(STA)”可包括处理器和无线电收发器，并可进一步包括用户接口、显示设备等。处理器表示设计为产生通过无线网络传输的帧或者处理通过无线网络接收的帧的单元，并可执行不同的功能以控制站(STA)。无线电收发器表示与处理器功能连接的单元并且设计为通过无线网络传输并且接收用于站(STA)的帧。
“接入点(AP)”可表示集中控制器、基站(BS)、无线接入站、节点B、演进型节点B、中继器、移动多跳中继-BS(MMR-BS)、基站收发系统(BTS)、站点控制器等，并且可包括其功能的部分或者全部。
“终端(即非AP)”可表示无线传输/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、用户终端(UT)、接入终端(AT)、移动站(MS)、移动终端、用户单元、用户站(SS)、无线设备、移动用户单元等，并且可包括其功能的部分或者全部。
此处，终端可表示能够通信的台式电脑、便携式电脑、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、便携式多媒体播放器(PMP)、掌上游戏机、导航设备、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、数字录音机、数字音频播放器、数字图像记录器、数字图片播放器、数字视频录像机、数字视频播放器等。
图1是对用于执行根据本发明的方法的站(station)的实施例进行说明的框图。
参照图1，站10可包括至少一个处理器11、存储器12、以及与网络20相连并配置为执行通信的网络接口设备13。站10可进一步包括输入接口设备14、输出接口设备15、以及存储设备16。包含在站10中的部件可通过总线17彼此相连，并然后执行彼此的通信。
处理器11可执行存储在存储器12和/或存储设备16中的程序指令。处理器11可表示中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、或者用于执行根据本发明方法的执行处理器。存储器12和存储设备16的每一个可以用易失存储介质(volatilestoragemedium)和/或非易失存储介质实现。例如，存储器12可以用只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)实现。
本发明的实施例应用于符合IEEE802.11标准的WLAN系统，并且除符合IEEE802.11标准的WLAN系统外也可以应用于其他通信系统。
例如，本发明的实施例可应用于诸如无线个域网(WPAN)、无线体域网(WBAN)、无线宽带网络(WiBro)、或者全球微波互联接入(Wimax)等移动互联网，诸如全球移动通信系统(GSM)或者码分多址接入(CDMA)等2代(2G)移动通信网络，诸如宽带码分多址接入(WCDMA)或者CDMA2000等3G移动通信网络，诸如高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分组接入(HSUPA)等3.5G移动通信网络，诸如长期演进(LTE)或者LTE-升级版等4G移动通信网络，或者5G移动通信网络。
图2是对符合IEEE802.11的WLAN系统的配置的实施例进行说明的示意图。
参照图2，符合IEEE802.11的WLAN系统可包括至少一个基础服务集(BSS)。BSS表示彼此成功同步并能够彼此通信的站(STA1，STA2(AP1)，STA3，STA4，STA5(AP2)，STA6，STA7，STA8)的集合，其并非表示特定区域的概念。
BSS可分为中控型BSS(infrastructureBSS)以及独立型BSS(IBSS)(independentBSS)。此处，BSS1和BSS2表示中控型BSS并且BSS3表示IBSS。
BSS1可包括第一终端STA1、用于提供分配服务的第一接入点STA2(AP1)、以及用于将多址接入点STA2(AP1)和STA5(AP2)彼此连接的分布系统(DS)。在BSS1中，第一接入点STA2(AP1)可管理第一终端STA1。
BSS2可包括第三终端STA3、第四终端STA4、用于提供分配服务的第二接入点STA5(AP2)、以及用于将多址接入点STA2(AP1)和STA5(AP2)彼此连接的分布系统(DS)。在BSS2中，第二接入点STA5(AP2)可管理第三终端STA3以及第四终端STA4。
BSS3表示以ad-hoc模式运行的IBSS。在BSS3中，不存在用作集中管理实体的接入点。也就是说，在BSS3中，终端STA6、STA7以及STA8以分布方式管理。在BSS3中，所有终端STA6、STA7以及STA8表示移动终端，并且不允许接入到分布系统(DS)，从而构成自封闭式网络。
接入点STA2(AP1)和STA5(AP2)可通过无线介质为连接至此的终端STA1、STA3和STA4提供对分布系统(DS)的接入。在BSS1或者BSS2中终端STA1、STA3以及STA4之间的通信通常通过接入点STA2(AP1)或者STA5(AP2)执行，但是当直接链路在其间建立时，终端STA1、STA3和STA4之间可执行直接通信。
多个中控型BSS可通过分布系统(DS)而彼此连接。通过分布系统(DS)连接的多个BSS称为扩展服务集(ESS)。包含在ESS中的实体，即STA1、STA2(AP1)、STA3、STA4以及STA5(AP2)能够彼此通信，并且在同一ESS中执行无缝通信时任意终端STA1、STA3或者STA4可从单一BSS移动到另一BSS。
分布系统(DS)为用于允许一个接入点与另一接入点通信的机制。根据DS，接入点可为耦合至托管BSS的终端传输帧，或者可为已经移动到另一BSS的任意终端传输帧。进一步地，接入点可传输帧至外部网络或者从诸如有线网络的外部网络接收帧。只要其能够提供在IEEE802.11标准中定义的预定分配服务，此类DS不必是网络并且不限于其形式。例如，分布系统可以是诸如网状网络的无线网络，或者用于将接入点连接至彼此的物理结构。
在中控型BSS中的每个终端(STA)可与接入点(AP)相关联。当与接入点关联时，终端(STA)可传输并接收数据。
图3是对中控型BSS中执行的终端关联过程进行说明的流程图。
参照图3，在中控型BSS中执行的STA关联过程可主要划分为探测AP的步骤(探测步骤)、执行验证探测到的AP的步骤(验证步骤)、以及与已执行验证的AP关联的步骤(关联步骤)。
终端(STA)可首先使用被动扫描方法或者主动扫描方法探测相邻AP。当使用被动扫描方法时，终端(STA)可通过监听(overhearing)从AP传输的信标而探测相邻AP。当使用主动扫描方法时，STA可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测相邻AP。
当检测到相邻AP时，STA可执行与每个检测到的AP的验证执行步骤。在此情形下，STA可执行与多个AP的验证执行步骤。符合IEEE802.11标准的验证算法可划分为用于彼此交换两个验证帧的开放系统算法以及用于彼此交换四个验证帧的共享密钥算法。
基于符合IEEE802.11标准的验证算法，STA可传输验证请求帧并从每个AP接收响应于验证请求帧的验证响应帧，从而完成每个AP的验证。
当验证已被完成时，STA可执行与AP的关联步骤。在此情形下，STA可从已与其执行验证的AP中选择单个AP，并且可执行与选择的AP的关联步骤。即，STA可传输关联请求帧至选择的AP，并从选择的AP接收响应于关联请求帧的关联响应帧，从而完成与选择的AP的关联。
WLAN系统表示一种局域网，在所述局域网中符合IEEE802.11标准的多个通信实体可在无线连接状态下彼此交换数据。
图4是对WLAN系统的中控型BSS进行说明的示意图。
参照图4，中控型BSS可包括单个接入点(AP)和多个终端STA1和STA2。AP可按照广播的方式传输包含服务集ID(SSID)的信标帧，所述服务集ID为唯一标识符。所述信标帧可向与AP不关联的终端提供与AP的出现和关联有关的信息，并且可通知与AP关联的终端传输至特定终端的数据的出现。
与AP不关联的每个终端可使用被动扫描方法或者主动扫描方法探测AP，并可从探测到的AP获得关联信息。在被动扫描方法的情形中，终端可通过从AP接收信标帧而探测AP。在主动扫描方法的情形中，终端可通过传输探测请求帧以及从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测AP。
基于从信标帧或者探测响应帧获得的关联信息，与AP不关联的每个终端可尝试执行与特定AP的验证。验证成功的终端可向相应的AP传输关联请求帧，并且已接收关联请求帧的AP可向终端传输包含终端的AID的关联响应帧。通过上述过程，终端可与AP关联。
图5是对分层AID结构的实施例进行说明的框图。
参照图5，在IEEE802.11标准中，具有分层结构的AID可用于高效地管理多个终端。分配至单个终端的AID可包括寻呼ID、块索引、子块索引、以及终端索引(STA索引)。终端所属的组(即寻呼组、块组、或者子块组)可利用与个别字段相关的信息而被识别。
图6是对传输指示图(TIM)信息元件(IE)的结构的实施例进行说明的框图。
参照图6，TIMIE可包括元素ID字段、长度字段、传输指示消息(DTIM)计数字段、DTIM周期字段、位图控制字段、以及部分虚拟位图字段。即，当待传输至终端的数据缓存在AP中时，TIMIE包括指示终端的AID相应的比特所需的信息，并且该信息可编码至位图控制字段以及部分虚拟位图字段中。
图7是对基于块编码的TIM的结构的实施例进行说明的框图。
参照图7，在IEEE802.11标准中，TIM可基于块编码。单个编码块可包括块控制字段、块偏移字段、块位图字段、以及至少一个子块字段。
块控制字段可表示TIM的编码模式。即，块控制字段可表示块位图模式、单个AID模式、偏移+长度+位图(OLB)模式、或者逆位图模式。块偏移字段可表示编码块的偏移。块位图字段可表示位图，其指示在其中设有AID比特的子块的位置。子块位图字段可表示指示子块中的AID的位置的位图。
图8是对数据传输/接收过程的实施例进行说明的流程图。
参照图8，接入点(AP)可以以广播的方式传输包含TIMIE的信标帧。以节电模式运行的终端(STA)可在信标周期的间隔唤醒并可接收信标帧，在信标周期中DTIM计数变为0。终端(STA)配置为，当包含在接收的信标帧中的TIM中对应其AID的比特设置为“1”时，向AP传输节电轮询(PS-Poll)帧，从而通知AP终端(STA)准备接收数据。一旦接收到PS-Poll帧，AP可向相应的STA传输数据帧。
在WLAN系统中，通信实体(即接入点、终端等)基于载波检测多址接入(CSMA)/碰撞避免(CA)机制而共享无线信道并与其它实体竞争接入无线信道。首先，每个通信实体在接入无线信道之前可利用物理信道传感机制和虚拟信道传感机制检查无线信道的占用状态。
物理信道传感机制可通过信道传感实现，所述信道传感检测预定级别或者更高能量是否出现在无线信道中。当利用物理信道传感机制检测到预定级别或者更高的能量时，终端可确定无线信道被其它终端占用，并且因此可在等待随机退避期之后再次执行信道传感。同时，当利用物理信道传感机制检测到低于预定级别的能量时，终端可确定无线信道处于空闲状态，然后可接入相应的无线信道并通过无线信道传输信号。
通过利用网络分配向量(NAV)计时器而设定预计信道占用时间，可实现虚拟信道传感机制。在WLAN系统中，一旦传输帧，通信实体可在帧头部的持续时间字段写入完成相应帧的传输所需的时间。当通过无线信道正常接收特定帧时，通信实体可基于接收的帧头部的持续时间字段中的值而设定它自己的NAV计时器。当在NAV计时器期满之前接收新的帧时，通信实体可基于新接收到的帧头部的持续时间字段中的值而更新NAV计时器。当NAV计时器期满时，通信实体可确定无线信道的占用已被释放，而后可竞争接入无线信道。
通信实体可支持取决于不同调制机制和不同信道编码速率的物理层的多种数据速率。总的来说，物理层高数据速率能够在短的无线信道占用时间期间传输大量的数据，但是需要高的信号质量。相反，物理层的低数据速率使得即便在低信号质量下仍能够传输数据，但是需要相对长的无线信道占用时间。
由于无线信道的资源在通信实体之间共享，仅当特定通信实体占用无线信道的期间内传输的数据量最大时，WLAN系统的整体容量可增加。即，当终端以物理层最高可能数据速率向AP传输数据以及从AP接收数据时，WLAN系统的整体容量可增加。当由于AP和终端之间的距离短使信号质量足够可靠时，可实现物理层的最高数据速率。如果终端远离AP，物理层的数据速率变低，从而导致WLAN系统的整体容量的降低。
在用于向位于大范围区域中多个传感器终端提供通信服务的WLAN系统中，可出现仅利用单个AP的信号输出无法将数据传输至全部区域的情形。即，可能出现不支持通信服务的传感器终端。同时，由于低功率传感器终端具有低信号输出，WLAN系统能够传输上行数据的范围可进一步缩小。
特别地，由于位于AP覆盖范围中的终端显示差的信号质量，终端以物理层的低数据速率执行与AP的通信。因此，WLAN系统的整体容量大幅降低。进一步地，当利用物理层的低数据速率时，为了传输相同数量的数据，低功率终端必须唤醒更长的时间，因此功耗增大。
图9是对包括中继设备的WLAN系统进行说明的示意图。
参照图9，主接入点(主-AP：M-AP)、第一中继设备R1、第二中继设备R2、以及第五终端STA5可构成主BSS。第一中继设备R1、第一终端STA1、以及第二终端STA2可构成第一中继BSS。第二中继设备R2、第三终端STA3、以及第四终端STA4可构成第二中继BSS。中继设备R1和R2可位于主接入点(M-AP)和终端STA1、STA2、STA3以及STA4之间的信号质量衰退的地方。第一中继设备R1可中继在主接入点(M-AP)和第一终端STA1以及第二终端STA2之间传输的数据。第二中继设备R2可中继在主接入点(M-AP)和第三终端STA3以及第四终端STA4之间传输的数据。即，主接入点(M-AP)的物理区域可通过中继设备R1和R2扩展。
图10是对中继设备的逻辑配置进行说明的框图。
参照图10，中继设备可包括用作主接入点(M-AP)的中继终端(R-STA)，以及用作扩展区域中的终端的接入点的中继接入点(R-AP)。
根据与正常终端相同的过程，中继终端(R-STA)可通过接收从主接入点(M-AP)传输的探测响应帧或信标帧而探测主接入点(M-AP)。此后，中继终端(R-STA)可顺序地执行验证探测的主接入点(M-AP)的过程以及关联M-AP的过程。
中继终端(R-STA)可中继在主接入点(M-AP)与末端之间传输的数据。在此情形下，中继终端(R-STA)可中继利用4-地址字段传输的数据。所述4-地址字段包括指示数据最终目的地地址的目的地地址(DA)字段，指示产生数据的地方的地址的源地址(SA)字段，指示物理地传输包含数据的帧的通信实体的地址的发送器地址(TA)字段，以及指示物理地接收包含数据的帧的通信实体的地址的接收器地址(RA)字段。
例如，当设计为通过中继设备向末端传输数据时，主接入点(M-AP)可如下配置并传输数据帧的头部地址字段。
-DA字段：末端的地址
-SA字段：主接入点(M-AP)的地址
-TA字段：主接入点(M-AP)的地址
-RA字段：中继设备的地址
中继终端(R-STA)可将从中继接入点(R-AP)接收的数据帧转发至主接入点(M-AP)，并可将从主接入点(M-AP)接收的数据帧转发至中继接入点(R-AP)。
当中继终端(R-STA)以及主接入点(M-AP)彼此关联并且获得传输路径时，中继接入点(R-AP)可周期地传输包含与主接入点(M-AP)的标识符相同的标识符(SSID)的信标帧。此外，中继接入点(R-AP)可响应于来自末端的探测请求帧而传输探测响应帧，响应于来自末端的验证请求帧而传输验证响应帧，以及响应于来自末端的关联请求帧而传输关联响应帧。即，中继接入点(R-AP)可执行与主接入点(M-AP)同样的功能。
位于中继设备附近的末端可连接至与主接入点(M-AP)相比距末端更近的中继-AP(R-AP)，并且可确保高信号质量，因此能够使得数据以物理层的高数据速率传输。
中继接入点(R-AP)可生成包含指示符的信标帧并可传输生成的信标帧，所述指示符指示R-AP本身为用于中继在主接入点(M-AP)与末端之间传输的数据的通信实体。此类指示符可利用信标帧中的一个比特或者利用主接入点(M-AP)的地址字段而被定义。
中继接入点(R-AP)可按照与中继终端(R-STA)相同的方式利用4-地址字段而传输数据帧。可选地，当SA字段与TA字段相同时，中继接入点(R-AP)可利用3-地址字段(SA＝TA，RA以及DA)而传输数据帧。
图11是对包括中继设备的WLAN系统内的数据传输方法的实施例进行说明的示意图。
参照图11，主接入点(M-AP)和中继设备R可组成主-BSS(M-BSS)，中继设备R和第一终端STA1可组成中继-BSS(R-BSS)。当有待传输至第一终端STA1的数据时(即当用于第一终端STA1的数据被缓存时)，主接入点(M-AP)可产生包含关于连接至第一终端STA1的中继设备R的AID的信息的TIM。即，主接入点(M-AP)可将TIM中对应于中继设备R的AID的比特设置为“1”。主接入点(M-AP)可产生包含TIM的主信标帧，并以广播的方式传输产生的主信标帧。
已接收主信标帧的中继设备R可确定当其自己的AID信息包含于主信标帧的TIM时(即当TIM中对应于其自己的AID的比特设置为“1”时)，待传输至中继设备R的数据缓存于主接入点(M-AP)中。中继设备R可通过传输到此的PS-Poll帧从主接入点(M-AP)请求数据的传输。当接收到PS-Poll帧时，作为对其的响应，主接入点(M-AP)可向中继设备R传输ACK帧，并且之后可向中继设备R传输数据帧。当成功接收数据帧后，作为对其的响应，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输ACK帧。同时，由于中继设备R通常在唤醒状态运行，传输PS-Poll帧的步骤可以省略。即，如果自信标帧的传输开始经过预设时间(例如，对应于短帧帧间间隔(SIFS)的时间)后，主接入点(M-AP)可向中继设备R传输数据帧。
当从主接入点(M-AP)接收的数据帧是待传输至第一终端STA1的数据帧时，中继设备R可产生包含第一终端STA1的AID信息的TIM。即，中继设备R可将TIM中与第一终端STA1的AID相对应的比特设置为“1”。中继设备R可以广播的方式传输包含产生的TIM的中继信标帧。
已接收中继信标帧的第一终端STA1配置为当其自己的AID信息包含于中继信标帧的TIM时(即当TIM中与其自己的AID相对应的比特设置为“1”时)，识别出待传输至STA1的数据缓存于中继设备R中。第一终端STA1可通过向中继设备R传输PS-Poll帧来请求中继设备R传输数据帧。
当接收到PS-Poll帧时，作为对其的响应，中继设备R可向第一终端STA1传输ACK帧。之后，中继设备R可向第一终端STA1传输数据帧。当成功接收数据帧后，作为对其的响应，第一终端STA1可向中继设备R传输ACK帧。
同时，连接至中继设备R的第一终端STA1可在节电模式运行。之后，当第一终端STA1处于睡眠模式(dozemode)时，中继设备R不能立即向第一终端STA1传输数据帧，由此数据帧的传输被延迟，从而导致中继设备R的缓存溢出。在这种情况下，中继设备R可通知主接入点(M-AP)不能再接收更多的数据帧。例如，中继设备R产生空数据帧，在空数据帧中控制字段的节电模式比特设置为“1”，并且向主接入点(M-AP)传输空数据帧，从而通知M-AP不能再接收更多数据帧。
通常，包含于帧中的控制字段的节电模式比特设置为“1”的情况意味着传输对应帧的通信实体已转换到睡眠状态。然而，由于中继设备R总是运行于唤醒状态，当从中继设备R接收在其中节电模式比特设置为“1”的帧时，主接入点(M-AP)可识别剩余空间不存在于中继设备R的缓存中。之后当缓存中形成可用空间时，中继设备R可通过向主接入点(M-AP)传输PS-Poll帧(或者其中节电模式比特设置为“0”的空数据帧)请求主接入点(M-AP)传输数据帧。
图12是根据本发明的另一实施例对包括中继设备的WLAN系统的数据传输方法进行说明的示意图。
参照图12，主接入点(M-AP)和中继设备R可组成M-BSS，中继设备R和第一终端STA1可组成R-BSS。当存在待传输至第一终端STA1的数据时(即当缓存有用于第一终端STA1的数据时)，主接入点(M-AP)可产生中继传输指示图(RTIM)，其包含第一终端STA1的AID信息以及连接至第一终端STA1的中继设备R的AID信息。即，主接入点(M-AP)可将RTIM中与第一终端STA1的AID对应的比特以及与中继设备R的AID对应的比特设置为“1”。
图13是对主信标帧的RTIM进行说明的示意图。
参照图13，主信标帧的RTIM可包含关于中继设备的AID的信息以及关于连接至中继设备的终端的AID的信息。中继设备的AID可表示通过主接入点分配的AID或者衍生于AID的值。进一步，除中继设备的AID之外，中继设备的MAC地址或者衍生于MAC地址的值可包含于RTIM中。终端的AID可表示通过中继设备分配的AID或者衍生于AID的值。进一步，除终端的AID之外，终端的MAC地址或者衍生于MAC地址的值可包含于RTIM中。此处，主信标帧的RTIM可包含多个中继设备的AID信息以及连接至各中继设备的至少一个终端的AID信息。
继续参照图12，主接入点(M-AP)可产生包含RTIM的主信标帧，并且可以以广播的方式传输产生的主信标帧。当接收到主信标帧时，中继设备R可识别其自己的AID信息以及与中继设备R连接的第一终端STA1的AID信息包含于主信标帧的RTIM中(即对应于中继设备R的AID的比特以及对应于第一终端STA1的AID的比特设置为“1”)。即，中继设备R可识别待传输至第一终端STA1的数据缓存于主接入点(M-AP)中。
在这种情况下，中继设备R产生包含第一终端STA1的AID信息的TIM。即，中继设备R产生TIM，在其中对应于第一终端STA1的AID的比特设置为“1”。中继设备R可以以广播的方式传输包含TIM的中继信标帧。
当接收到中继信标帧时，第一终端STA1可识别其自己的AID信息包含于接收到的中继信标帧的TIM中(即对应于第一终端STA1的AID的比特设置为“1”)。即，第一终端STA1可识别待传输至此的数据缓存于中继设备R中。第一终端STA1可通过向中继设备R传输PS-Poll帧请求从中继设备R传输数据。此处，第一终端STA1可通过将包含于PS-Poll帧中的信号(SIG)字段的ACK指示比特设置为“b00”而指示ACK帧在PS-Poll帧传输之后传输。此处，除PS-Poll帧外，第一终端STA1可通过向中继设备R传输单独定义的帧而请求数据的传输。
当接收到来自第一终端STA1的PS-Poll帧时，中继设备R可确定第一终端STA1已唤醒，之后作为对PS-Poll帧的响应可传输ACK帧。此处，通过将包含于ACK帧的SIG字段的ACK指示比特设置为“b11”中继设备R可指示数据帧将在ACK帧的传输后传输。
同时，主接入点(M-AP)不能接受从第一终端STA1传输的PS-Poll帧，反而能接受从中继设备R传输的ACK帧作为对PS-Poll帧的响应。因此，当接收到从中继设备R传输的ACK帧时，主接入点(M-AP)可确定第一终端STA1已唤醒，之后向中继设备R传输数据帧。此时，通过将包含于数据帧的SIG字段的ACK指示字段设置为“b00”主接入点(M-AP)可指示ACK帧将在数据帧的传输后传输。
当成功接收数据帧后，作为响应，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输ACK帧。此处，通过将包含于ACK帧的SIG字段的ACK指示字段设置“b11”中继设备R可指示数据帧将在ACK帧的传输后传输。
之后，中继设备R可向第一终端STA1传输数据帧。此时，通过将包含于数据帧的SIG字段的ACK指示字段设置“b00”中继设备R可指示ACK帧将在数据帧的传输后传输。当成功接收数据帧后，第一终端STA1可向中继设备R传输ACK帧。此处，通过将包含于ACK帧的SIG字段的ACK指示字段设置“b10”第一终端STA1可指示ACK帧的传输后没有帧待传输。
图14是根据本发明的实施例对包括中继设备的WLAN系统中数据传输方法进行说明的流程图，图15是根据本发明的实施例对包括中继设备的WLAN系统中数据传输方法进行说明的示意图。
参照图14和15，主接入点(M-AP)和中继设备R可组成M-BSS，中继设备R和第一终端STA1可组成R-BSS。当存在待传输至与中继设备R连接的第一终端STA1的数据时(即当缓存有用于第一终端STA1的数据时)，主接入点(M-AP)可产生激活请求帧，其请求第一终端STA1的运行状态向唤醒模式改变。
下面的表1说明了在激活请求帧以及对其响应的激活响应帧中使用的中继行为字段的值和含义。
表1
字段值 含义
1 STA激活请求
2 STA激活响应
3～255 保留
下面的表2说明了激活请求帧的配置。
表2
序号 信息
1 行为种类(中继设备)
2 中继行为(STA激活请求)
3 终端标识符
激活请求帧可包含行为种类字段、中继行为(STA激活请求)字段、终端标识符字段等。行为种类字段可指示特定行为是中继设备R的运行，中继行为字段可指示终端的运行状态请求改变至唤醒模式，终端标识符字段可指示终端的标识符信息，终端的运行状态待改变。即，主接入点(M-AP)可产生激活请求帧，其包含指示中继设备R的运行的行为种类字段、指示请求将运行状态改变至唤醒模式的中继行为字段、以及指示第一终端STA1的标识符信息的终端标识符字段。此处，第一终端STA1的标识符信息可表示关联标识符(AID)。
主接入点(M-AP)可向中继设备R传输激活请求帧(S100)。已接收激活请求帧的中继设备R可识别待传输至第一终端STA1的数据缓存于主接入点(M-AP)，并且存在将运行状态改变至唤醒模式的请求。因此，中继设备R可产生包含第一终端STA1的AID信息的TIM(即在其中对应于第一终端STA1的AID的比特设置为“1”的TIM可被生成)，并且可以以广播的形式传输包含TIM的中继信标帧。
同时，作为对收到激活请求帧的响应，中继设备R可向主接入点(M-AP)明确地传输ACK帧。可选择性地，中继设备R可用中继信标帧取代对成功接收激活请求帧的响应。即，由于主接入点(M-AP)可获得由中继设备R传输至第一终端STA1的中继信标帧，这样可确定当包含于激活请求帧的标识符信息存在于获得的中继信标帧时中继设备R已成功接收激活请求帧。
当接收中继信标帧后，第一终端STA1可识别其自己的AID信息包含于中继信标帧的TIM中(即对应于STA1的AID的比特设置为“1”)。即，第一终端STA1可识别缓存有待传输到那的数据。第一终端STA1可通过向中继设备R传输PS-Poll帧请求中继设备R传输数据(S120)。此处，除PS-Poll帧外，第一终端STA1还可通过向中继设备R传输单独定义帧请求中继设备R传输数据。
当接收到来自第一终端STA1的PS-Poll帧时，中继设备R可确定第一终端STA1运行于唤醒模式，之后传输ACK帧作为对PS-Poll帧的响应(S130)。
之后，响应于激活请求帧，中继设备R可产生激活响应帧，其指示第一终端STA1运行于唤醒模式。表3说明了激活响应帧的配置。
表3
序号 信息
1 行为种类(中继设备)
2 中继行为(STA激活响应)
3 终端标识符
激活响应帧可包含行为种类字段、中继行为(STA激活响应)字段、终端标识符字段等。行为种类字段可指示特定行为是中继设备R的运行，中继行为字段可指示终端运行于唤醒模式，终端标识符字段可指示运行于唤醒状态的终端的标识符信息。即，中继设备R可产生激活响应帧，其包含指示中继设备R的运行的行为种类字段、指示终端运行于唤醒状态的中继行为字段、以及指示第一终端STA1的标识符信息的终端标识符字段。在这种情况下，第一终端STA1的标识符信息可表示AID。中继设备R可向主接入点(M-AP)传输激活响应帧(S140)。
同时，中继设备R可不向主接入点(M-AP)传输指示第一终端STA1运行于唤醒模式的激活响应帧。在这种情况下，主接入点(M-AP)可以以暗示的方式意识到第一终端STA1运行于唤醒状态。即，由于主接入点(M-AP)可获得对应于PS-Poll帧的ACK帧，当获得对应的ACK帧时，可识别第一终端STA1运行于唤醒状态，其中PS-Poll帧由中继设备R传输至第一终端STA1。
当确定第一终端STA1运行于唤醒模式时，主接入点(M-AP)可向中继设备R传输为第一终端STA1缓存的数据帧(S150)。当成功从主接入点(M-AP)接收数据帧时，作为对数据帧的响应，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输ACK帧(S160)。之后，中继设备R可向第一终端STA1传输数据帧(S170)。
同时，中继设备R可不向主接入点(M-AP)传输响应于成功接收数据帧的ACK帧。在这种情况下，主接入点(M-AP)可以以暗示的方式确定中继设备R已成功接收数据帧。即，由于主接入点(M-AP)可获得由中继设备R传输至第一终端STA1的数据帧，当获得响应的数据帧时，可确定中继设备R已成功接收数据帧。
当成功接收数据帧时，作为对数据帧的响应，第一终端STA1可向中继设备R传输ACK帧(S180)。
根据本发明，主接入点可通过中继设备扩大服务区。由于终端可通过中继设备确保具有高质量的链接，数据可以高速传输。即，使用中继设备以使无线信道的使用效率得到提高，并且终端消耗的能量总量可减少。
进一步，由于主接入点可请求末端将运行状态改变至唤醒模式，它只有在末端能够接收数据时传输数据。通过这样，可防止中继设备中发生缓存溢出。
进一步，主接入点、中继设备、以及末端可通过使用快速数据传输模式(即省略用于数据的ACK)迅速传输和接收数据。
本发明的实施例可以以程序指令的形式实现，该程序指令可通过不同类型的计算机设备执行，并可存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可单独包括程序指令、数据文件、以及数据结构，或者包括它们的组合。存储在计算机可读介质上的程序指令可专门设计并配置用于本发明的实施例，或者为具有计算机软件领域的普通知识的人员所知或者可得到。
计算机可读存储介质的示例包括专门配置为存储和执行程序指令的所有类型的硬件设备，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及闪存。硬件设备可配置为运行顺序执行根据本发明实施例的操作的一个或者多个软件模块，反之亦然。程序指令的示例包括机器语言代码，例如编译器创建的代码，以及利用注释器或者类似物的通过计算机执行的高级语言代码。
尽管结合实施例介绍了本发明，本领域技术人员将会理解在不脱离如随附权利要求书所公开本发明的精神和范围的前提下，本发明可做出各种形式的调整和修饰。

Claims (12)

1.一种信道接入控制方法，其通过用于中继在主接入点和末端之间传输的数据的中继设备所执行，所述方法包括：
从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包括与受限接入间隔有关的信息，在受限接入间隔期间连接中继设备的末端的信道接入被限制；
生成包含与受限接入间隔有关的信息的中继信标帧；以及
传输中继信标帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中与受限接入间隔有关的信息包括指示连接中继设备的末端的信道接入被限制的指示符、受限接入间隔的起始点、以及受限接入间隔的持续时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中与受限接入间隔有关的信息包含在限制访问窗口(RAW)参数集中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，中继设备传输数据至主接入点并从主接入点接收数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，与主接入点关联的终端的信道接入受限制。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在受限接入间隔期间，连接中继设备的末端的信道接入受限制。
7.一种信道接入控制方法，其通过用于中继在主接入点和末端之间传输的数据的中继设备所执行，所述方法包括：
从主接入点接收主信标帧，所述主信标帧包括与允许接入间隔有关的信息，在允许接入间隔期间连接中继设备的末端的信道接入被允许；
生成包含与允许接入间隔有关的信息的中继信标帧；以及
传输中继信标帧。
8.根据权利要求7所述的方法，其中与允许接入间隔有关的信息包括指示连接中继设备的末端的信道接入被允许的指示符、允许接入间隔的起始点、以及允许接入间隔的持续时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中与允许接入间隔有关的信息包含在限制访问窗口(RAW)参数集中。
10.根据权利要求7所述的方法，其中在允许接入间隔期间，中继设备传输数据至末端并从末端接收数据。
11.根据权利要求7所述的方法，其中在允许接入间隔期间，主接入点的信道接入受限制。
12.根据权利要求7所述的方法，其中在允许接入间隔期间，与主接入点关联的终端的信道接入受限制。
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