CN102792628B - 用于具有混合客户端类型的业务组的下行ofdma的传输方法和装置 - Google Patents

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Abstract

这里提供的技术允许无线网络接入点(AP)更充分地利用其带宽，从而平衡AP服务的不同类型无线客户端设备的不同带宽容量。AP生成在下行传输间隔期间用于带宽中的多个信道的控制参数。该控制参数包括指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于这些不同无线客户端设备的信道分配的信息，该信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输。AP在下行链路传输间隔之前，在带宽中的多个信道中的每个信道中，在控制帧中发送控制参数。

Description

用于具有混合客户端类型的业务组的下行OFDMA的传输方法和装置
相关申请
本申请要求于2010年3月10日递交的美国临时专利申请No.61/312,633的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开涉及无线局域网，更具体地涉及更好地利用服务于包括混合的不同类型客户端设备的基本业务组(BSS)的无线接入点(AP)来说可用的频谱。
背景技术
在诸如IEEE802.11WLAN之类的无线局域网(WLAN)中，未来的网络将为各个客户端设备分配更宽带宽(例如80MHz或更大)的信道。在稀疏的家庭WLAN部署中，这可能相当有利。由于更宽带宽的信道提供了额外的速度，所以其是有价值的，但是如果没有充分利用带宽，则可能无法实现其优势。例如，某些传统的802.11客户端设备只能够支持20或40MHz的信道，而其在网络中的存在可能会阻碍更先进的(更高带宽的)客户端设备充分利用更宽的带宽。更糟糕的情况是，20MHz的单信道客户端设备的传输将会阻碍同一个BSS中的所有其它客户端设备(能够以更宽带宽的信道进行操作的客户端设备)在传输(例如，60MHz)期间接入对AP来说可用的剩余带宽，从而使得80MHz或更宽的信道在家庭或者企业部署中不能被充分利用。
附图的简要说明
图1是示出无线网络部署示例的框图，其中无线网络接入点(AP)设备服务于多个不同带宽容量或类型的客户端设备。
图2是示出如何利用在此说明的技术来改善服务于多个不同类型客户端设备的AP设备对频谱的使用的示图。
图3是被配置为当服务于多个不同类型的客户端设备时更充分地利用频谱的AP设备的框图的示例。
图4是示出被配置为当服务于多个不同类型的客户端设备时更充分地利用频谱的AP设备的操作的流程图的示例。
图5是示出以下示例的频谱使用和定时的示图，通过该示例，AP设备被配置为当服务于多个不同类型的客户端设备时跨越多个信道更充分地利用频谱。
图6是示出根据这里描述的技术的控制帧的示例的示图，其中AP发送该控制帧以向客户端设备通知用于下行链路传输会话的频谱使用方案。
图7是图5中示出的数据帧中的一个字段的数据包报头的示图的示例。
图8是另一个示例的频谱使用和定时示图，通过该示例，AP设备被配置为当服务于多个不同类型的客户端设备时跨越多个信道更充分地利用频谱。
具体实施方式
概述
这里提供的技术允许无线网络接入点(AP)更充分地利用带宽，从而补偿并平衡该AP所服务的不同类型的无线客户端设备的不同带宽容量。AP生成在下行链路传输间隔期间用于带宽中的多个单独信道的控制参数。单独信道相对于全部带宽可被视为“子信道”，并且为此这里使用术语“子信道”来表示单独信道。控制参数包括：指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于不同无线客户端设备的用于至少在时间上部分重叠的多个下行链路传输的信道分配的信息；和指示客户端设备向接入点传输确认消息的定时的信息。AP在下行链路传输间隔之前在带宽中的多个信道中的每一个信道上在控制帧中发送控制参数。
去往不同类型的客户端设备的下行链路帧至少在时间上部分重叠，从而使得AP更充分地利用其可用带宽。由于这里描述的机制只是跨越不同的子信道(例如，20MHz的子信道)粗略地以类似于正交频分多址(OFDMA)技术的方式运行，因此在这里将被称为下行-OFDMA技术，或DL-OFDMA。
示例实施方式
首先参考图1，以参考数字5示出了一种无线网络环境，该无线网络环境包括无线接入点(AP)10和多个客户端设备(CD)，例如CD20(1)-20(N)。AP10和CD20(1)-20(N)被配置为根据诸如IEEE802.11无线局域网(WLAN)通信协议(商业上称为WiFiTM)之类的无线网络通信协议执行无线通信。这里CD也被称为“站点”或“STA”。
在给定的网络部署中，AP10可能被请求服务于具有不同带宽容量的各种不同类型的客户端设备。网络部署可以包含被设计为根据802.11标准的规则运行的较传统类型的客户端设备(这些规则已经在后来的版本中被改善，以允许更好的性能(更高的吞吐量)和频谱的更充分利用)。不同版本的802.11标准包含不同的调制方案，也包含不同的频谱使用容量。即，IEEE802.11n标准和未来的802.11ac标准允许多个相邻信道被绑定到一起以形成单个的较宽带宽的信道(该较宽带宽的信道允许非常高的吞吐量)。未来的802.11ac设备甚至可以在两个非相邻的绑定信道组上运行；例如，以从两个80MHz的区段形成160MHz。例如，网络部署可以包括802.11a/g客户端设备、802.11n客户端设备、以及在不久的将来的802.11ac客户端设备。
目前很普通且在未来也是必然的是，给定的AP将基于具有混合的物理(PHY)层容量的基本业务组(BSS)中的多个客户端设备的版本或类型而服务于这些客户端设备。例如，如图1中所示，客户端设备(CD)20(1)是802.11a/g设备(称为1型)，客户端设备CD20(2)是802.11n设备(称为2型)，客户端设备CD20(3)是802.11ac设备(称为3型)，而客户端设备CD20(N)是802.11ac设备。也就是说，AP10被配置为服务于多个CD，从而使得至少一个CD相对于由AP10在两个或更多绑定在一起的相邻信道中发送的下行链路传输具有较高的带宽容量，并且至少一个由AP10服务的其它CD相对于由AP10在单个信道中或者在两个或更多个被绑定在一起的相邻信道中发送的下行链路传输具有较低的带宽容量。
现在参考图2。图2示出了混合有不同类型CD的BSS的频谱使用图。该图在参考标号30处示出了诸如802.11a设备之类的传统CD以64交幅度调制(QAM)方案使用小部分频谱(例如，20MHz)，而如参考标号32和34所示，802.11ac设备以256QAM方案使用80MHz的可用频谱。同样，如参考标号36所示，802.11n设备以64QAM方案使用至多40MHz的频谱。802.11ac下行链路传输的持续时间能够达到几毫秒，并且相比于802.11a/g/n传输的持续时间，802.11a/g/n设备仍然仅利用了小部分的可用频谱。类似地，与802.11a设备相比802.11n设备利用了较大部分的频谱。因此，在80MHz的BSS中，传统的802.11a设备浪费了60MHz的带宽，而传统的802.11n设备浪费了40MHz的带宽。总之，每当在BSS中出现802.11a和802.11n传输时，802.11acAP就将以远低于其额定容量的容量工作。
大部分时间AP资源未被充分利用并且其容量被浪费了。这种未充分利用降低了用户将AP升级到较新的802.11协议并进而升级CD的积极性。
利用当前技术来管理混合式BSS的方法是使AP利用媒体访问控制(MAC)地址来保护由各种类型的CD使用的频谱。这并不会改善频谱的利用并且实际上会降低效率。
根据这里描述的技术，AP被配置为在其可用的频谱中重新分配其对信道的使用，以更好地服务于混合式BSS中的不同类型的CD(不同带宽容量的CD)。在存在一个或多个具有较高带宽能力的设备的网络部署中，存在多种利用用于下行链路(DL)传输的类似于正交频分多址(OFDMA)的方案来恢复被浪费的带宽的途径。这里描述的技术采用了频域中的多路复用。
现在转到图3，示例框图描述了被配置为执行这里描述的改进的频谱利用技术的AP10。AP10包括控制器12、用于有线网络通信的网络接口14、存储器16、无线接收器17和多个无线发射器18(1)-18(K)。AP10还包括一个或多个天线19(1)-19(M)。尽管仅示出了单个无线接收器17，但这只是示例，并且实际上仅需要一个接收器。然而，有可能AP10可以有多个接收器。此外，有可能可以让单个发射器用于执行多个发射器18(1)-18(K)的功能。因此，为简单起见，发射器18(1)-18(K)模块可以由至少一个发射器实现。
WLAN接收器17不但执行必要的基带信号解调，而且执行用于WLAN通信的射频(RF)接收处理，并且为了这个目的其包括一个或多个用于这些功能的集成电路(IC)芯片。多个无线发射器18(1)-18(K)中的每一个都能够执行必要的基带信号调制和RF发射处理功能。控制器12例如是微处理器或者微控制器，或者是可编程数字信号处理器，或者固定或可编程数字逻辑设备。
存储器16存储控制器12用于控制AP10的功能的数据。另外，存储器18存储用于AP控制处理逻辑50的指令，其中这些指令在被控制器12执行时，使得控制器执行结合图4在此描述的操作和图5-8中图示的技术。因此，存储器16是有形处理器或计算机可读存储介质的示例，其中该有形处理器或计算机可读存储介质存储的指令在由处理器执行时，使得处理器执行当这里描述的AP向CD发送下行链路传输时用于AP的频谱分配操作。
这里描述的技术是如此设计的，以使AP10被配置为发送或接收，但是绝不同时进行发送和接收。另外，AP有多个发射器，但仅需要单个能够在任意时间在多个信道中的一个信道上进行接收的接收器。该AP能够使用单一的MAC竞争技术。
现在参考图4，描述AP控制处理逻辑50。在52处，AP确定其所服务的混合BSS的性质(即各种类型的客户端设备)，并据此信息确定频谱使用容量，即，a)该AP服务的CD的带宽容量，和b)对这里描述的DL-OFDMA机制(例如，IEEE802.11ac及未来设备)的支持。当客户端设备与AP相关联时，AP通过从CD接收到的上行链路传输(当它们最初与AP关联时)获知CD符合哪个版本的IEEE802.11标准。例如，在52处，AP获知是否有在AP所服务的BSS中运行的802.11a设备、802.11n设备、802.11ac设备等。另外，AP也将获知每个特定CD的相关协议/容量，并存储由客户端设备标识符索引的该信息。例如，至少一个由AP服务的CD有DL-OFDMA能力，并且相对于一个信道或者几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输具有较高的带宽容量，并且至少一个无线客户端设备相对于一个信道或者几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输具有较低带宽容量。
在54处，AP生成用于AP的可用带宽的控制参数，以最好地服务各种类型的客户端设备。在生成控制参数之前，AP可以竞争带宽以确定用于下行链路传输的多个信道的可用性，从而使得在AP竞争用于下行链路传输间隔或会话的带宽时基于控制参数来确定AP可用的多个信道。控制参数包括：指示根据不同CD各自的容量的对于不同CD的用于至少在时间上部分重叠的多个下行链路传输的信道分配的信息；以及一种形式的指示由CD向AP传输确认(ACK)消息的定时的信息。
在一种形式中，用于较高带宽CD的ACK消息不需要被调度，并且这里描述的技术允许轮询式的ACK机制。在轮询式的ACK机制中，AP顺序竞争对于信道的接入并通过例如块(Block)ACK请求(BAR)来请求ACK消息，然后CD以例如BA来响应。AP轮流地向每个CD轮询确认。
在56处，AP在下行链路传输间隔之前在控制帧中发送控制参数。该控制帧提醒理解DL-OFDMA机制的(例如，802.11acCD之类)的较高带宽的CD(它们是DL传输间隔的部分)在哪个或哪些信道接收其DL传输以及在一种形式中何时发送其各自的ACK消息。不支持DL-OFDMA机制的CD，例如802.11a和802.11nCD继续监听在其各种运行信道(包括主要信道)中发送的数据包。在58处，如下文中所述，AP在适当的时间从作为下行链路传输间隔的一部分的CD接收ACK消息。在下文中结合图5-8描述这些控制参数如何被发送以及ACK消息的定时的示例。这里使用的术语ACK是指任何类型的确认消息，包括由客户端设备响应于接收到单独数据包单元而发送的标准确认消息、以及为一起确认多个数据包单元而发送的块(Block)确认(BA)。在这里还引用了由AP发送的所谓“伪”下行链路ACK，在下文中对其进行说明。
关于AP发送到其BSS中的客户端设备的控制参数的第一示例，现在参考图5。在这个示例中，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，每个信道均为例如20MHz宽。而且，在这个示例中，AP确定：有两种类型的设备，它具有用于802.11ac和802.11n的帧。在60处，AP竞争其可用的带宽(例如，80MHz)的全部或某些特定部分并得到相应带宽。任何现在已知的或在以后开发的多信道竞争机制可以由AP在60处使用，这倾向于使冲突最小化并使公正性和吞吐量最大化。
接下来，AP发送控制帧(CF)100。控制帧100包含用于各种客户端设备的以下信息，其中这些信息是关于期望四个信道中的哪一个或多个信道用于它们给定的DL传输间隔或会话(由标号70示出)的传输的。
如图5中所示，AP在四个信道中的每个信道上发送控制帧100。而且，如结合图6进一步说明的，去往802.11acCD的每个802.11ac数据包115中的物理层收敛协议(PLCP)报头表示DL-OFDMA发送机会(TXOP)中的每帧的子信道。TXOP是通过竞争技术获得的供设备进行传输的时间间隔，所述传输比如是在DL传输间隔期间由AP进行的DL传输。
AP10能够配置控制帧100从而为每个子信道设置不同的网络分配向量(NAV)，另外控制帧内容相同并包括：a)用于ACK调度的传统ACK结束(end-of-legacy-ACK，EOLA)的持续时间，在图5中用箭头110表示出了到EOLAACK的持续时间(如果总是使用轮询式ACK，则省略；或者如果既允许调度式ACK也允许轮询式ACK，则设为0作为在这里请求轮询式ACK的标志)；和b)用CD标识符进行的子信道分配，该标识符是AP分配到CD的联合标识符(AID)，由标号112处的箭头表示。
仍然参考图5，在这个示例中，控制帧100指示第三和第四信道被绑定在一起，用于去往具有CD标识符(AID)＝“x”的802.11ac客户端设备的单个DL数据包。然后，客户端设备“x”将获知在第三和第四信道(绑定在一起)上接收其传输。控制帧被以用于传统CD的基本速率进行广播(能被BSS中的所有CD理解的低速率)，在这个示例中，假设附近没有802.11a设备，且所述速率是用于802.11n设备的速率。
在图5的示例中，在114处示出的802.11nDL数据包是传统帧，并且在这个示例中，AP在被绑定到一起的第一和第二信道上发送传统的DL数据包114。然而，再次由于控制帧100意图由较高带宽的CD(例如，802.11acCD)解码并且802.11a和802.11nCD不理解并因此忽略控制帧100，所以AP不在控制帧100中包括关于第一和第二信道上的传统帧的任何信息。一般来说，在DL传输间隔期间作为DL传输目的地的CD中，802.11nCD是具有最低数据速率和/或较低带宽容量的设备。传统的DL帧114需要是DL传输间隔中的最长帧，因此所有DL传输在ACK接收开始之前结束。这大大简化了AP的硬件实现。如下文中所述，将由作为DL传输目的地的传统CD和其它非传统CD发送的ACK消息此后将在第一子信道上被顺序发送。
在115处示出的去往802.11acCD的DL数据包在第三和第四信道上发送。在一种形式中，控制帧100被进一步配置为在传统CD经过到EOLAACK的持续时间110在116处发送其ACK之后，使得较高带宽的802.11acCD“x”(在图5中称为“STA-x”)如118处所示发送其BA。另一方面，11a/11nCD不理解该控制帧，并立即自动地发送ACK(在802.11a的情况下)，或者在由传统的数据包请求(如在某些802.11n帧的情况下)时才发送ACK。因此，如图5中所示，控制帧中的控制参数指示根据不同客户端设备各自的带宽容量的对于这些不同客户端设备的信道分配，其中该信道分配导致在下行链路传输期间在时间上至少部分重叠的到不同客户端设备的多个下行链路传输。在一种形式中，信息被包括在控制参数中，以指示较高带宽的具有DL-OFDMA能力的客户端设备向AP传输ACK消息的定时。在下行链路传输间隔期间，控制参数表示下行链路传输将在一个信道或几个被绑定到一起的相邻信道中被发送到至少一个具有较高带宽容量的无线客户端设备。
作为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)上使用时间间隔填充，并在非主要信道上的DL传输完成之后，在非主要信道上频分复用或者顺序发送ACK消息。
总的来说，暗示要由在DL传输间隔中作为DL帧的目的地的CD发送的所有ACK消息，将在特定的信道上或者在与用于以下DL传输的信道相对应的信道上(例如，主要信道和相邻的次要信道)，其中该DL传输是去往具有较低带宽容量的、作为DL传输会话/间隔的部分的CD的。此外，在控制帧中规定了表示从控制帧100的末端到来自具有较低带宽容量的CD的ACK消息的完成的持续时间或时间间隔(例如，到EOLA110的持续时间)的信息。然而，AP可以用轮询式ACK技术代替利用用于较高带宽的CD的到EOLA信息的持续时间110的调度式ACK。
如上所述，控制帧100可以被配置为针对每个信道设置不同的NAV以保护ACK消息和DL帧的信息。NAV是用于诸如IEEE802.11和IEEE802.16之类的无线网络协议的虚拟载波感测机制。虚拟载波感测是一种逻辑抽象，其为了节约能量并增加可靠性而限制空中接口处的物理载波感测的需求。MAC层帧报头包含指定该帧所需的传输时间的持续时间字段，在这段时间介质将被占用。在无线介质上进行监听的站点读取持续时间字段并设置其NAV，其中NAV是关于站点必须推迟多久访问介质的指示符。无线站点通常是电池供电的，因此为了节省功率，站点可以进入节电模式。站点逐渐减小其NAV计数器直到它变为0，这时站点醒来并再次感测介质。NAV虚拟载波感测机制是用于IEEE802.11WLAN的CSMA/CA随机访问协议的重要部分。
图5中描述的频谱分配方案可以被视为这样的方案，其中控制帧中的控制参数包括指示多个信道中的对于一个或多个具有较高带宽容量的客户端设备的用于下行链路传输的子集中的信道分配的信息，同时隐含地指示一个或多个具有较低吞吐能力的设备在多个信道中的与分配用于到较高带宽的无线客户端设备的下行链路传输的信道子集不同的子集中的一个或多个绑定到一起的信道中接收下行链路传输。分配用于较高带宽的客户端设备的多个信道的子集与用于到具有较低带宽容量的客户端设备的下行链路传输的多个信道中的一个或多个不重叠。
控制帧100的另一个可选特征是，AP发送在120处示出的所谓的“伪”DLACK，以使802.11ac和802.11n客户端设备能够对信道进行公平访问。非802.11ac重叠BSS(OBSS)客户端设备将在DL数据包115之后执行扩展帧间间隔(EIFS)。因此，在120处示出的伪DLACK实现了对802.11acOBSS客户端设备的公平。以这种方式，在DL数据包115之后，802.11n和802.11ac客户端设备在非主要信道上具有相等的发送机会。因为可以理解AP通常不发送实际上不作任何确认的DLACK，所以在120处示出的DLACK为“伪”的。AP生成并发送DLACK，作为一种允许所有客户端设备将其解码并因此认识到信道已被占用以致它们不能竞争该信道的手段。换句话说，AP在分配给较高带宽的CD的信道子集上发送被配置为ACK消息的消息，以使检测到(由AP发送的)ACK消息的其它设备避免竞争该信道子集，并在一段时间之后允许竞争该信道子集。此外，如上所述，控制帧包括这样的信息，该信息指示来自一个或多个具有较高带宽容量的CD的ACK消息、以及随后的来自具有较低带宽容量的CD的最后的ACK消息将依次由特定的CD发送。
此外，AP生成用于调度用于较低带宽容量CD的帧的控制参数，所述用于较低带宽容量CD的帧的持续时间比用于较高带宽CD的帧的持续时间长，从而使得AP只需在任意给定时刻发送或接收，而不能同时发送并接收。
现在转到图6，示出了控制帧100的一个示例。控制帧100包括持续时间字段101、第一地址(地址1)字段102、第二地址(地址2)字段103、EOLA持续时间字段104、子信道字段数字段105和一个或多个子信道字段106(1)-106(N)。每个子信道字段106(i)包括子信道ID字段107、AID子字段108以及保留字段109。
持续时间字段101指定了控制帧从开始到结束的持续时间。控制帧100是可变长度帧。可以使用的固定长度最大达8个子信道*4AID/子信道*1.5八位字节/AID＝48个八位字节+20个MAC字节。
地址1字段102指定了用于给定BSS的广播地址，以便BSS中的所有CD接收并解码控制帧100。地址2字段103指定了BSS的BSS标识符(BSSID)(由于这是控制帧100的目标)。EOLA持续时间字段104表示如图5中110处示出的从控制帧100的末端到传统的ACK帧末端的时间间隔。
子信道字段数字段105表示子信道字段106(1)-106(N)的数目。在一种替代形式中，使用一个子信道字段，并且CD能够从DL数据帧的PLCP报头中获得子信道的完整列表。跨越N个子信道发送到给定AID的DL帧需要N个子信道字段。在给定的子信道字段106(i)内，子信道ID字段107包括在最大达160MHz的带宽中标识20MHz带宽的信息(例如，利用3比特)。例如，一个40MHz的11ac客户端以6Mbps(802.11a)的速率使用27个八位字节或60微秒。这对应于图5中在112处示出的箭头表示的信息。为了支持DL-多用户多输入多输出(MIMO)，每个子信道可以使用多个AID。作为一种替换，每个CD可以有一个子信道ID字段。可以缩短AID子字段，以获得用于更大的子信道ID字段的额外的位(4或8比特掩码，每20MHz子信道用1比特)。
由于控制帧是在实际的DL帧之前不久被发送的，因此没有足够的时间向CD交涉并发送安全信息，所以控制帧100从特性上讲就是不安全的。提供不安全的控制帧引入了对于目标客户端的新型的拒绝服务攻击的可能性。攻击设备可以定期地将指向所选AID的伪造控制帧发送到非主要/次要(少用的)子信道，并在短帧间间隔(SIFS)之后，该攻击设备在所指示的子信道上发送长数据包。
在这种攻击期间，作为目标的所选客户端设备丢失了由AP在其它子信道(例如主要/次要子信道)上发送的数据包。该攻击需要攻击者连续地或多或少地进行发送。目标客户端设备能够以如下方式减轻攻击。如果在(SIFS)之后在主要信道上没有能量，或者刚好在EOLA持续时间-SIFS-TXTIME(ACK或BA)之前主要信道上的能量消失了，则能够确定发生了攻击。
总的来说，每个DL数据包/帧的PLCP报头自己显示由数据包占用的子信道。这种自己显示(self-announcement)能够像20/40/80/160MHz指示一样简单，因此2比特就足够了。使用DL-OFDMA，扩展是可能的，其中比特数取决于在用于802.11ac设备的DL-OFDMA内假定的最大带宽和最小绑定。选项包括：
1.每个子信道1比特，从而80MHz最多需要4比特(1，2，3，4)，而160MHz则最多需要8比特(1，2，3，4，5，6，7，8)；或者
2.随着“较高”子信道的更多绑定(聚集)，80MHz最多需要3比特(1，2，3+4)，而160MHz则最多需要5比特(1，2，3+4，5+6，7+8)。
图7示出了对于两个802.11acCD和一个传统的CD的DL-OFDMA传输中使用的样本编码。AP覆盖了160MHz的带宽，覆盖信道36-64。传统的CD自动地在主要信道(信道36)上监听，并这样接收传统数据包。第一802.11acCD的数据包在绑定到一起的信道44和48上(这由在该数据包的PLCP报头中发送的编码“00100”(即，3+4，这在BSS中是44+48)表示)。第802.11acCD的数据包在52-64信道上(这由编码“00011”(即，5+6，7+8，这在BSS中是52+56和60+64)表示)。传统帧是最长帧的约束并不是太严格。使用将要发送的数据单元的集合(在时间上)，AP能够在不过度加长802.11ac帧的条件下加长802.11n帧。在初期采用802.11ac期间，802.11a/802.11n将占优势地位，因此“总是”存在要由802.11ac数据单元“捎带”的传统帧。在采用802.11ac的后期，802.11ac帧将占优势地位，因此“总是”有802.11ac数据单元要与较慢的传统帧一起发送。
这里描述的频谱分配技术也同样适用于广播帧。广播帧在总是包括主要信道的信道上发送，并且在同样的TXOP期间不与DL-OFDMA帧并行。
在一种变型中，AP为了接收的目的而将所选择的客户端设备预先分配到不同的子信道能够避免控制帧的传输。例如，主要信道变为用于传输的主要信道，但是不同的客户端设备具有不同的用于接收的主要信道。这对单播传输比较有效，但是广播传输需要在多个子信道上被复制，或者为了以与图5中所示的相同的方式接收广播传输，而需要AP发送控制帧以临时将客户端设备移回主要信道，其中该控制帧包括将客户端设备“x”从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广播包的信息。
图8图示了另一个示例，其中较低带宽的传统客户端设备是802.11a客户端设备，并且在BSS中有三个在DL传输间隔期间作为目的地的802.11ac客户端(在图8中称为STA-x、STA-y和STA-z)。在这个示例中，使用了DL-OFDMA和DL-MUMIMO二者。在这个示例中有6个信道，用CH1、CH2、…、CH6代表。
去往传统(较低带宽)802.11aCD的DL帧在主要信道上(CH1)并在214处示出。去往较高带宽CD“x”(STA-x)的DL包在次要信道(CH2)上并在216处示出。去往较高带宽CD“y”和“z”(STA-y和STA-z)的DL-MUMIMO数据包在第三和第四绑定信道上通过MU-MIMO发送，并在218处示出。OBSS流量在第五和第六子信道上出现，并在220处示出。在这个示例中，DL传输间隔中包括的来自第四客户端设备的ACK都出现在第一信道上，并且以下述顺序出现：在222处是来自802.11a客户端设备的802.11aACK，接下来在224处是来自STA-x的802.11acBA，接下来在226处是来自802.11acSTA-y的BA，最后在228处是来自802.11acSTA-z的BA。AP也可以在第二、第三和第四信道上发送如在230、232和234示出的可选择的“伪”DLACK。
在另一个示例中，AP在控制帧中生成用于到CD的单用户(SU)MIMO下行链路传输和用于到多CD的MU-MIMO下行链路传输的控制参数。也就是说，这里描述的DL-OFDA技术是兼容的，既能够支持SU-MIMO传输也能够支持MU-MIMO传输。
AP的PHY层的设计在本质上可以与标准另外提供的设计相同。一个例外是，为了满足不同客户端设备的抑制信道性能(rejectionchannelcapability)，AP可以根据数据速率自适应地调整在不同信道中发送的下行链路传输的功率。例如，用64QAM、3/4或更高发送的传统数据包可以相对于802.11ac星座点放大1-2dB，从而不超出传统的规格。在另一种变型中，AP可以被配置为在DL传输间隔内从不以最高调制及编码方案向传统设备发送数据包，而仅使用对相邻信道干涉抑制的要求足够严格的调制及编码方案。在客户端设备中，接收器能够采用其常规处理来执行包开始(start-of-packet)检测、粗载波检测等。确实，由于客户端设备最初在主要子信道上接收与其他信道上相同的信息，即使其预期的数据包位于第二、第三或第四信道中的一个或多个上，客户端设备也能够像平常一样继续处理主要信道，因此不需要立即切换到其它信道。
每当非主要帧长于控制帧时，这里描述的技术就提供单BSS带宽的总体上的增加。这对80或160MHz的BSS中的传统客户端设备特别有价值。AP仅需要发送或接收，而从不需要同时既发送又接收。AP仅需要竞争信道一次，而不需要进行多次MAC竞争以发送到多个CD。由AP和客户端设备执行的PHY滤波及处理非常类似于现有的MIMO-OFDM要求，因此能够无需特殊模拟(例如整流器或RF滤波)变化而完成。此外，具有单个PHY接收器的AP仍然能够执行这里描述的技术。非主要信道的使用被最小化，从而使得它们能够在BSS的信道之间被共享。
总之，提供了一种方法，其中，在无线网络接入点设备处，在下行链路传输间隔期间用于带宽中的多个信道的控制参数被生成，控制参数包括指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于这些不同无线客户端设备的信道分配的信息，该信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输。在一种形式中，控制参数还包括指示由较高带宽的客户端设备向接入点设备传输确认消息的定时的信息。在下行链路传输时期之前，由接入点设备在带宽中的多个信道中的每一个信道上发送包含控制参数的控制帧。
另外，提供了一种设备，包括至少一个被配置为在带宽中的多个信道中的一个或多个信道中发送无线信号的发射器；和被配置为与该至少一个发射器相耦合的控制器。该控制器被配置为生成在下行链路传输间隔期间用于多个信道的控制参数，该控制参数包括指示根据不同客户端设备各自的带宽容量的对于这些不同客户端设备的信道分配的信息，该信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输；并且为至少一个发射器提供包含控制参数的控制帧，该控制帧用于在下行链路传输间隔之前在多个信道中的每一个信道上传输。
此外，还提供了一种存储指令的处理器可读介质，当所述指令由处理器执行时使得该处理器：生成在下行链路传输间隔期间用于多个信道的控制参数，该控制参数包括指示根据不同客户端设备各自的带宽容量的对于这些不同客户端设备的信道分配的信息，该信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输；并且为至少一个发射器提供包含控制参数的控制帧，该控制帧用于在下行链路传输间隔之前在多个信道中的每一个信道上传输。
上述说明书仅作示例之用。

Claims (28)

1.一种用于下行链路传输的方法，包括：
在无线网络接入点设备处生成在下行链路传输间隔期间用于带宽中的多个信道的控制参数，所述控制参数包括指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于所述不同无线客户端设备的信道分配的信息，所述信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输；和
在所述下行链路传输间隔之前，在所述带宽中的所述多个信道中的每个信道上发送包含所述控制参数的控制帧，其中所述控制帧包括指示从所述控制帧的末端开始到来自具有较低带宽容量的客户端设备的确认消息的完成为止的时间间隔的字段，其中，所述较低带宽容量是相对于一个信道或者几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
2.如权利要求1的方法，其中生成包括：生成包括以下信息的控制参数，所述信息指示在所述下行链路传输间隔期间下行链路传输将在一个信道或者几个绑定到一起的相邻信道中被发送到至少一个具有较高带宽容量的无线客户端设备，其中，所述较高带宽容量是相对于所述一个信道或者所述几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
3.如权利要求2的方法，其中，生成控制参数包括：生成指示所述多个信道中的用于到一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备的下行链路传输的子集中的信道分配的信息，所述多个信道中的所述子集不与所述多个信道中的用于到具有所述较低带宽容量的客户端设备的下行链路传输的一个或多个信道相重叠。
4.如权利要求3的方法，进一步包括：在所述信道子集上从所述接入点设备发送被配置为确认消息的消息，以使检测到所述确认消息的其它设备避免竞争所述信道子集，并在一段时间之后允许竞争所述信道子集。
5.如权利要求3的方法，其中，生成控制参数包括：生成指示从所述具有所述较低带宽容量的客户端设备发送确认消息之后从所述一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备发送确认消息的顺序的信息。
6.如权利要求3的方法，其中，生成控制参数包括：生成指示在所述下行链路传输间隔期间分配给一个或多个所述较高带宽容量的客户端设备的相应客户端设备标识符的信道的信息。
7.如权利要求1的方法，进一步包括：在生成所述控制参数之前竞争所述带宽以确定用于下行链路传输的所述多个信道的可用性，并且其中生成所述控制参数是基于所述带宽中的所述多个信道中被确定为可用的一个或多个信道的。
8.如权利要求1的方法，其中所述控制帧还包括至少一个指示对于在所述下行链路传输间隔期间将接收下行链路传输的一个或多个较高带宽容量的客户端设备的标示符的一个或多个信道的分配的字段。
9.如权利要求1的方法，进一步包括：基于从在所述接入点设备接收到的来自所述无线客户端设备的上行链路传输中获得的信息，来确定所述无线客户端设备的带宽容量。
10.如权利要求1的方法，其中，生成控制参数包括：生成用于到无线客户端设备的单用户多输入多输出MIMO下行链路传输和用于到多个无线客户端设备的多用户MIMO下行链路传输的控制参数。
11.如权利要求1的方法，其中，生成控制参数包括：生成控制参数，以调度用于所述较低带宽容量的无线客户端设备的帧，所述用于较低带宽容量的无线客户端设备的帧在持续时间上长于用于较高带宽容量的无线客户端设备的帧，从而使得所述无线网络接入点设备在任意给定的时刻发送或接收，而不同时发送和接收。
12.一种接入点装置，包括：
至少一个发射器，被配置为在带宽中的多个信道中的一个或多个信道中发送无线信号；和
控制器，被配置为与所述至少一个发射器相耦合，其中所述控制器被配置为：
生成在下行链路传输间隔期间用于所述多个信道的控制参数，所述控制参数包括指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于所述不同无线客户端设备的信道分配的信息，所述信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输；并且
为所述至少一个发射器提供包含所述控制参数的控制帧，所述控制帧用于在所述下行链路传输间隔之前在所述多个信道中的每个信道上传输，其中所述控制帧包括指示从所述控制帧的末端开始到来自具有较低带宽容量的客户端设备的确认消息的完成为止的时间间隔的字段，其中，所述较低带宽容量是相对于一个信道或者几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
13.如权利要求12的装置，其中，所述控制器被配置为生成包括以下信息的控制参数，所述信息指示在所述下行链路传输间隔期间下行链路传输将在一个信道或者几个绑定到一起的相邻信道中被发送到至少一个具有较高带宽容量的无线客户端设备，其中，所述较高带宽容量是相对于所述一个信道或者所述几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
14.如权利要求13的装置，其中，所述控制器被配置为生成包括以下信息的所述控制参数，所述信息指示所述多个信道中的用于到所述一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备的下行链路传输的子集中的信道分配的信息，所述多个信道中的所述子集不与所述多个信道中的用于到具有所述较低带宽容量的客户端设备的下行链路传输的一个或多个信道相重叠。
15.如权利要求14的装置，其中，所述控制器进一步被配置为生成用于在所述信道子集上传输的被配置为确认消息的消息，以使检测到所述确认消息的其它设备避免竞争所述信道子集，并在一段时间之后允许竞争所述信道子集。
16.如权利要求14的装置，其中，所述控制器被配置为生成包括以下信息的参数，所述信息指示从所述具有所述较低带宽容量的客户端设备发送确认消息之后从所述一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备发送确认消息的顺序。
17.如权利要求12的装置，其中，所述控制器进一步被配置为控制所述发射器根据数据速率自适应地调整在不同信道中发送的下行链路传输的功率，以满足不同客户端设备的抑制信道容量。
18.一种用于下行链路传输的装置，包括：
用于在无线网络接入点设备处生成在下行链路传输间隔期间用于带宽中的多个信道的控制参数的装置，所述控制参数包括指示根据不同无线客户端设备各自的带宽容量的对于所述不同无线客户端设备的信道分配的信息，所述信道分配导致在时间上至少部分重叠的多个下行链路传输；和
用于在所述下行链路传输间隔之前，在所述带宽中的所述多个信道中的每个信道上发送包含所述控制参数的控制帧的装置，其中所述控制帧包括指示从所述控制帧的末端开始到来自具有较低带宽容量的客户端设备的确认消息的完成为止的时间间隔的字段，其中，所述较低带宽容量是相对于一个信道或者几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
19.如权利要求18的装置，其中用于生成的装置包括：用于生成包括以下信息的控制参数的装置，所述信息指示在所述下行链路传输间隔期间下行链路传输将在一个信道或者几个绑定到一起的相邻信道中被发送到至少一个具有较高带宽容量的无线客户端设备，其中，所述较高带宽容量是相对于所述一个信道或者所述几个绑定在一起的相邻信道中的下行链路传输而言的。
20.如权利要求19的装置，其中，用于生成控制参数的装置包括：用于生成指示所述多个信道中的用于到一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备的下行链路传输的子集中的信道分配的信息的装置，所述多个信道中的所述子集不与所述多个信道中的用于到具有所述较低带宽容量的客户端设备的下行链路传输的一个或多个信道相重叠。
21.如权利要求20的装置，进一步包括：用于在所述信道子集上从所述接入点设备发送被配置为确认消息的消息，以使检测到所述确认消息的其它设备避免竞争所述信道子集，并在一段时间之后允许竞争所述信道子集的装置。
22.如权利要求20的装置，其中，用于生成控制参数的装置包括：用于生成指示从所述具有所述较低带宽容量的客户端设备发送确认消息之后从所述一个或多个具有所述较高带宽容量的客户端设备发送确认消息的顺序的信息的装置。
23.如权利要求20的装置，其中，用于生成控制参数的装置包括：用于生成指示在所述下行链路传输间隔期间分配给一个或多个所述较高带宽容量的客户端设备的相应客户端设备标识符的信道的信息的装置。
24.如权利要求18的装置，进一步包括：用于在生成所述控制参数之前竞争所述带宽以确定用于下行链路传输的所述多个信道的可用性的装置，并且其中生成所述控制参数是基于所述带宽中的所述多个信道中被确定为可用的一个或多个信道的。
25.如权利要求18的装置，其中所述控制帧还包括至少一个指示对于在所述下行链路传输间隔期间将接收下行链路传输的一个或多个较高带宽容量的客户端设备的标示符的一个或多个信道的分配的字段。
26.如权利要求18的装置，进一步包括：用于基于从在所述接入点设备接收到的来自所述无线客户端设备的上行链路传输中获得的信息，来确定所述无线客户端设备的带宽容量的装置。
27.如权利要求18的装置，其中，用于生成控制参数的装置包括：用于生成用于到无线客户端设备的单用户多输入多输出MIMO下行链路传输和用于到多个无线客户端设备的多用户MIMO下行链路传输的控制参数的装置。
28.如权利要求18的装置，其中，用于生成控制参数的装置包括：用于生成控制参数，以调度用于所述较低带宽容量的无线客户端设备的帧，所述用于较低带宽容量的无线客户端设备的帧在持续时间上长于用于较高带宽容量的无线客户端设备的帧，从而使得所述无线网络接入点设备在任意给定的时刻发送或接收，而不同时发送和接收的装置。
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