專利名稱：具有與傳統系統互操作性的高速媒體接入控制的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及通信，尤其涉及媒體接入控制。
背景技術：
為了提供諸如語音和數據之類的各種通信，廣泛部署了無線通信系統。典型的無線數據系統或網絡為多個用戶提供對一個或多個共享資源的接入。一種系統可以使用多種接入技術，如頻分復用(FDM)、時分復用(TDM)、碼分復用(CDM)等。
示例的無線網絡包括基于蜂窩的數據系統。一些這樣的例子如下(1)“TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95標準)；(2)由名為“3rd Generation Partnership Project”(3GPP)提供的標準(W-CDMA標準)，其包含在一組文檔3G TS 25.211、3G TS25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214中；(3)由名為“3rd GenerationPartnership Project 2”(3GPP2)提供的標準(IS-2000標準)，其包含在“TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread SpectrumSystems”中；(4)遵循TIA/EIA/IS-856標準(IS-856標準)的高數據速率(HDR)系統。
無線系統的其他例子包括無線局域網(WLAN)，如IEEE 802.11標準(即802.11(a)、(b)或(g))。采用包括正交頻分復用(OFDM)調制技術的多輸入多輸出(MIMO)WLAN，可以實現對這些網絡的改進。為了改進802.11以前標準的一些缺點，已經引入了IEEE 802.11(e)。
隨著無線系統設計的發展，已經可以提供更高的數據速率。更高的數據速率為先進應用創造了可能，如語音、視頻、高速數據傳輸以及各種其他應用。但是，不同的應用對于其各自的數據傳輸具有不同的要求。多種數據類型有延時和吞吐量要求，或者需要一定的服務質量(QoS)保證。在沒有資源管理的情況下，可能會降低系統的容量，并且，系統可能無法高效地工作。
媒體接入控制(MAC)協議通常用于在多個用戶之間分配共享的通信資源。MAC協議通常將高層與用于收發數據的物理層接合起來。為了從數據速率增長中獲益，MAC協議必須被設計成高效地利用共享資源。通常也希望與替換的或傳統(legacy)的通信標準保持互操作性。因此，本領域中需要高效地利用高吞吐量系統的MAC處理。本領域中還該需要與各種類型的傳統系統保持后向兼容的MAC處理。

發明內容
這里公開的實施例解決了對高效地利用高吞吐量系統且可以與各種傳統系統保持后向兼容的MAC處理的需求。在一個方面中，根據傳統傳輸格式來發送第一個信號以預留共享媒體的一部分，并且在預留的部分期間，根據第二種傳輸格式進行通信。
在一個方面中，通信設備可以在傳統系統上競爭接入，并且隨后在接入周期期間，根據新的一類通信協議與一個或多個遠程通信設備進行通信。在另一個方面中，設備可以根據傳統協議請求接入共享媒體，并且當準予接入時，該設備可以根據新協議與一個或多個遠程站進行通信(或者便于兩個或者多個遠程站之間的通信)。
在另一方面中，一個新型(new class)接入點分配了無競爭周期和競爭周期，其中根據新型協議將無競爭周期的一部分分配給通信，并且根據傳統通信協議將無競爭周期的第二部分分配給通信。競爭周期可以使用兩種協議之一或者兩種協議的組合。還給出了各種其它方面。


圖1是一種系統的示例性實施例，其包括高速WLAN；圖2給出了無線通信設備的一個示例性實施例，其可被配置成接入點或用戶終端；
圖3給出了802.11幀間間隔參數；圖4給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段(segment)，用于說明根據DCF使用DIFS加退避時間(backoff)來進行接入；圖5給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段，用于說明在ACK之前使用SIFS，其具有比DIFS接入較高的優先級；圖6示出了將大的分組分割成小的分片(fragment)，后者具有相關聯的SIFS；圖7給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段，用于說明每幀都有確認的TXOP；圖8示出了具有塊確認的TXOP；圖9給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段，用于說明使用HCCA的輪詢TXOP；圖10是TXOP的一個示例性實施例，其包括沒有任何間隙的多個連續傳輸；圖11是TXOP的一個示例性實施例，用于說明降低所需前導碼傳輸量；圖12示出了集成了各個方面的方法的一個示例性實施例，其包括合并前導碼、刪除諸如SIFS之類的間隙和根據需要插入GIF；圖13給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段，用于說明合并的輪詢及相應的TXOP；圖14給出了用于合并輪詢的一個示例性方法；圖15給出了一個示例性的MAC幀；圖16給出了一個示例性的MAC PDU；圖17給出了一個示例性的點到點通信；圖18示出了一個現有技術的物理層突發(burst)；圖19給出了一個示例性的物理層突發，其可用于點到點通信；圖20給出了MAC幀的一個示例性實施例，其包括可選的自組織(ad hoc)段；圖21給出了一個示例性的物理層突發；圖22示出了一個示例性的點到點數據傳輸方法；
圖23給出了一個示例性的點到點通信方法；圖24給出了用于在點到點連接中提供速率反饋的一個示例性方法；圖25示出了兩個站和一個接入點之間的受管理點到點連接；圖26示出了基于競爭(或自組織)的點到點連接；圖27給出了一個示例性的MAC幀，用于說明站之間的受管理點到點通信；圖28示出了在相同的頻率分配上支持傳統和新型站；圖29示出了將傳統和新型媒體接入控制結合起來；圖30給出了贏取傳輸機會的一種示例性方法；圖31給出了用多個BSS共享單個FA的一種示例性方法；圖32示出了使用單個FA的重疊BSS；圖33給出了在與傳統BSS互操作的同時執行高速點到點通信的一種示例性方法；圖34示出了使用MIMO技術的點到點通信，其在傳統BSS上競爭接入；圖35示出了將一個或多個MAC幀(或分片)封裝在一個聚合幀內；圖36示出了一個傳統的MAC幀；圖37示出了一個示例性的解壓縮幀；圖38給出了一個示例性的壓縮幀；圖39給出了另一個示例性的壓縮幀；圖40給出了一個示例性的聚合報頭；圖41給出了在ACF中使用的調度接入周期幀(SCAP)的一個示例性實施例；圖42示出了如何將SCAP與HCCA和EDCA結合起來使用；圖43示出了信標(Beacon)間隔，包括多個SCAP，其間穿插了基于競爭的接入周期；圖44示出了采用大量MIMO STA的低延時操作；圖45給出了一個示例性的SCHED消息；
圖46給出了一個示例性的功率管理字段；圖47給出了一個示例性的MAP字段；圖48給出了用于TXOP分配的一個示例性SCHED控制幀；圖49示出了一個傳統的802.11PPDU；圖50給出了用于數據傳輸的一個示例性MIMO PPDU；圖51給出了一個示例性的SCHED PPDU；圖52給出了一個示例性的FRACH PPDU；以及圖53示出了能夠與傳統系統互操作的方法的另一實施例。
具體實施例方式
結合無線LAN(或者，使用新出現的傳輸技術的類似應用)的非常高比特率的物理層，在這里公開了支持高效操作的示例性的實施例。該示例性的WLAN在20MHz帶寬內支持超過100Mbps(兆比特每秒)的比特率。
各種示例性的實施例保留了傳統WLAN系統的分布式協同操作的簡單性和魯棒性，例如，它們是802.11(a-e)。可以實現各種實施例的優點，同時保持與這些傳統系統的后向兼容。(應當注意的是，在下面的說明中，將802.11系統描述為示例性的傳統系統。本領域技術人員將會發現，這些改進同樣與替換的系統和標準兼容。)一種示例性的WLAN可以包括子網協議棧。子網協議棧通常可以支持高數據速率、高帶寬的物理層傳輸機制，包括、但不限于基于OFDM調制的機制；單載波調制技術；使用多個發射和多個接收天線的系統(多輸入多輸出(MIMO)系統，包括多輸入單輸出(MISO)系統)，用于非常高帶寬效率的操作；將多個發射和接收天線與空間復用技術相結合使用以在相同的時間間隔內向多個用戶終端發送數據或從多個用戶終端接收數據的系統；以及使用碼分多址(CDMA)技術來實現多個用戶同時傳輸的系統。替換的例子包括單輸入多輸出(SIMO)和單輸入單輸出(SISO)系統。
這里給出的一個或多個示例性實施例是針對無線數據通信系統環境而展開介紹的。雖然優選在該環境中使用，但也可以將本發明的不同實施例應用于不同的環境或配置。通常情況下，這里描述的各種系統可用軟件控制的處理器、集成電路或離散邏輯來實現。貫穿本申請而引用的數據、指令、命令、信息、信號、符號和碼片優選用電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或其組合來表示。此外，每幅框圖中所示的方框可以表示硬件或方法的步驟。在不偏離本發明保護范圍的情況下，方法步驟可以互換。這里使用的“示例性的”一詞意味著“用作例子、實例或說明”。這里被描述為“示例性”的任何實施例或設計不應被解釋為比其他實施例或設計優選或具有優勢。
圖1是系統100的一個示例性實施例，其包括一個接入點(AP)104，該接入點104連接到一個或多個用戶終端(UT)106A-N。根據802.11術語，在本文中，AP和UT也被稱為站、或STA。AP和UT經由無線局域網(WLAN)120進行通信。在該示例性的實施例中，WLAN 120是高速MIMO OFDM系統。但是，WLAN 120也可以是任何無線LAN。接入點104經由網絡102與任何數量的外部設備或處理過程進行通信。網絡102可以是互聯網、內聯網或任何其他有線、無線或光網絡。連接110將物理層信號從網絡傳送到接入點104。設備或處理過程可以連接到網絡102，或者，作為WLAN 120上的UT(或經由與其的連接)。可以與網絡102或WLAN 120相連接的設備的例子包括電話；個人數字助理(PDA)；各種類型的計算機(膝上型計算機、個人計算機、工作站、任何類型的終端)；視頻設備，如照相機、攝像機、網絡攝像機；以及事實上任何其他類型的數據設備。過程可以包括語音、視頻、數據通信等。各種數據流可能具有不同的傳輸要求，這些可以通過使用不同的服務質量(QoS)技術來得到滿足。
系統100可以用一個集中式AP 104來部署。在一個示例性的實施例中，所有UT 106與該AP進行通信。在一個替換的實施例中，可以在兩個UT之間進行直接的點到點通信，而無需修改系統，對于本領域技術人員來說這是顯而易見的，下面將對其示例進行說明。接入可由AP來管理，或是自組織的(即，基于競爭的)，下面將對此進行詳細說明。
在一個實施例中，AP 104提供以太網自適應(adaptation)。在這種情況下，除AP之外，還可以部署一個IP路由器，以提供到網絡102的連接(這里未顯示其細節)。以太網幀可以通過WLAN子網在路由器和UT 106之間傳輸(下面將詳細說明)。以太網自適應和連接性是本領域中的公知技術。
在一個替換的實施例中，AP 104提供IP自適應。在這種情況下，對于已連接UT的集合，AP充當一個網關路由器(未顯示其細節)。在這種情況下，AP 104可以將IP數據報路由到UT 106，以及，對來自UT 106的IP數據報進行路由。IP自適應和連接性是本領域中的公知技術。
圖2給出了無線通信設備的一個示例性實施例，該無線通信設備可被配置成接入點104或用戶終端106。圖2示出了接入點104配置。收發機210根據網絡102的物理層要求，在連接110上進行接收和發送。來自或發向與網絡102相連接的設備或應用的數據被傳遞到MAC處理器220。這些數據在這里被稱為流260。流可能具有不同的特性，并且，基于與該流相關聯的應用的類型，可能需要不同的處理。例如，視頻或語音的特征是低延時流(視頻通常比語音具有更高的吞吐量要求)。很多數據應用對延時不太敏感，但可能具有較高的數據完整性要求(即，語音可以容忍一些分組丟失，但文件傳輸通常不能容忍分組丟失)。
MAC處理器220接收流260，并處理器它們，以便于在物理層上進行傳輸。MAC處理器220還接收物理層數據，并處理該數據，以形成用于輸出流260的分組。在AP和UT之間還傳送內部控制和信令。MAC協議數據單元(MAC PDU)，也被稱為物理層(PHY)協議數據單元(PPDU)，或者幀(按照802.11的說法)，通過連接270被傳遞到無線LAN收發機240，并且從無線LAN收發機240接收它們。從流和命令轉換成MAC PDU以及從MAC PDU轉換成流和命令的示例性技術將在下面進行詳細說明。替換的實施例可以采用任何轉換技術。與各種MAC ID相對應的反饋280可以從物理層(PHY)240返回到MAC處理器220，用于各種目的。反饋280可以包含任何物理層信息，包括信道(包括多播信道和單播信道)的可支持速率、調制格式和各種其他參數。
在一個示例性實施例中，自適應層(ADAP)和數據鏈路控制層(DLC)是在MAC處理器220中執行的。物理層(PHY)是在無線LAN收發機240上執行的。本領域技術人員應當理解的是，可以在任一配置下進行各種功能的分割。MAC處理器220可以執行物理層處理的一部分或全部。無線LAN收發機可以包括一個處理器，用于執行MAC處理或其一部分。可以采用任何數量的處理器、專用硬件或其組合。
MAC處理器220可以是通用微處理器、數字信號處理器(DSP)或專用處理器。MAC處理器220可以與專用硬件相連接，以協助各項任務(這里未顯示其細節)。各種應用可以運行在外連的處理器上，如外連的計算機，或通過網絡連接可以運行在接入點104(未顯示)內的附加處理器上，或者，可以運行在MAC處理器220本身上。所示的MAC處理器220與存儲器255相連接，后者可用來存儲數據以及指令，以便于執行這里描述的各種程序和方法。本領域技術人員應當理解，存儲器255可以包括一個或多個各種類型的存儲部件，可以整體或部分地嵌入MAC處理器220中。
除了存儲用于執行這里所述功能的指令和數據，存儲器255還可用來存儲與各隊列相關聯的數據。
無線LAN收發機240可以是任何類型的收發機。在一個示例性的實施例中，無線LAN收發機240是一個OFDM收發機，它可以利用MIMO或MISO接口工作。對于本領域技術人員來說，OFDM、MIMO和MISO都是公知的。2003年8月27日提交的、標題為“FREQUENCY-INDEPENDENT SPATIAL-PROCESSING FORWIDEBAND MISO AND MIMO SYSTEMS”的共同待決美國專利申請No.10/650,295中，描述了多種示例性的OFDM、MIMO和MISO收發機，這份申請已經轉讓給本發明的受讓人。替換的實施例可以包括SIMO或SISO系統。
所示的無線LAN收發機240與天線250A-N相連接。在不同的實施例中，可以支持任何數量的天線。天線250可用來在WLAN 120上進行發送和接收。
無線LAN收發機240可以包括與一個或多個天線250相連接的空間處理器。該空間處理器可以獨立地處理各天線要發送的數據，或者，對所有天線上接收的信號進行聯合處理。獨立處理的例子可以基于信道估計、來自UT的反饋、信道反轉(channel inversion)或本領域中公知的多種其他技術。該處理是使用多種空間處理技術中任意之一來執行的。多個這種類型的收發機可以使用波束形成、波束導向(beamsteering)、特征導向(eigen-steering)或其他空間技術，來提高發向一個給定用戶終端的吞吐量和來自一個給定用戶終端的吞吐量。在一個其中發送OFDM符號的示例性實施例中，該空間處理器可以包括多個子空間處理器，用來處理各OFDM子信道或頻段(bin)。
在一個示例性系統中，該AP可以具有N個天線，而一個示例性的UT可以具有M個天線。因此，該AP和該UT的天線之間有MxN條路徑。在本領域中，使用所述多條路徑來提高吞吐量的各種空間技術都是公知的。在一種空時發射分集(STTD)系統(在這里，也被稱為“分集”)中，傳輸數據進行格式化和編碼，然后，作為單個數據流通過所有天線發送出去。使用M個發射天線和N個接收天線，可以形成MIN(M，N)個獨立信道。空間復用利用這些獨立路徑，并且可以在每條獨立路徑上發送不同的數據，從而提高傳輸速率。
用于獲悉和適應AP和UT之間的信道特性的各種技術是公知的。可以從每個發射天線發送獨特的導頻。在各接收天線處接收和測量這些導頻。然后，可以將信道狀態信息反饋返回給發射設備，以便用于傳輸。可以執行測量信道矩陣的特征分解，以確定信道特征模式。另一種避免在接收機中進行信道矩陣的特征分解的技術是使用導頻和數據的特征導向，來簡化接收機中的空間處理。
因此，根據當前的信道狀態，對于到系統內各個用戶終端的傳輸，可以提供不同的數據速率。具體而言，AP和每個UT之間的特定鏈路比多播鏈路或廣播鏈路具有較高性能，多播鏈路或廣播鏈路可以從AP到一個以上UT分享。下面進一步對這方面的例子進行詳細說明。基于AP和UT之間的物理鏈路使用哪種空間處理，無線LAN收發機240可以確定可支持的速率。該信息可以通過連接280反饋回去，以用于MAC處理。
天線的數量可以根據UT的數據需求以及尺寸和波形因數而進行部署。例如，由于其較高的帶寬要求，高清晰度視頻顯示器可以包括，例如，四個天線；而PDA可以具有兩個天線。一個示例性的接入點可以具有四個天線。
可以通過與圖2所示的接入點104相似的方式，部署用戶終端106。不是讓流260連接到LAN收發機(盡管UT可以包括這樣的收發機，是有線的或無線的)，流260通常是從與之相連接的設備或UT上工作的一個或多個應用或處理接收的，或傳遞到與之相連接的設備或UT上工作的一個或多個應用或處理。與AP 104或UT 106相連接的高層可以是任何類型。這里描述的層僅僅是說明性的。
傳統的802.11MAC如上所述，為了與傳統系統保持兼容，可以采用這里描述的各種實施例。IEEE 802.11(e)功能集合(與較早的802.11標準保持后向兼容)包括本節中將要總結的各種功能，以及在較早標準中引入的功能。對于這些功能的詳細說明，請參考相應的IEEE 802.11標準。
基本的802.11MAC包括基于分布式協調功能(DCF)和點協調功能(PCF)的載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)。DCF能夠在沒有中央控制的情況下接入媒體。在AP中使用PCF提供了中央控制。為了避免沖突，DCF和PCF利用連續傳輸之間的各種間隙。傳輸被稱為幀，而幀之間的間隙則被稱為幀間間隔(IFS)。幀可以是用戶數據幀、控制幀或管理幀。
幀間間隔持續時間根據所插入間隙的類型而改變。圖3示出了802.11幀間間隔參數短幀間間隔(SIFS)、點幀間間隔(PIFS)和DCF幀間間隔(DIFS)。請注意，SIFS＜PIFS＜DIFS。因此，與在試圖接入信道之前必須等待較長時間的傳輸相比，位于較短持續時間之后的傳輸將具有較高的優先級。
根據CSMA/CA的載波偵聽(CSMA)功能，在檢測到在至少一個DIFS持續時間內信道為空閑時，站(STA)可以獲得信道的接入權。(這里所使用的術語“STA”可以指接入WLAN的任何站，并且可以包括接入點和用戶終端)。為了避免沖突，除DIFS之外，每個STA還等待一個隨機選擇的退避時間()，然后才能接入信道。具有較長退避時間的STA將會注意到高優先級STA何時開始在信道上發送，因此避免了與該STA相沖突。(每個等待的STA可以將其相應的退避時間減少其在偵聽到該信道上其他傳輸之前等待的時間量，從而保持其相對的優先級)。因此，按照該協議的沖突避免(CA)功能，STA退避一個介于
之間的隨機時間段，其中最初選擇CW為CWmin，每次沖突時增加因子2，直到最大值CWmax為止。
圖4給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段400，用來說明如何根據DCF使用DIFS加退避時間來進行接入。現有的傳輸410占用信道。在該例中，當傳輸410終止時，沒有出現更高優先級的接入，所以，在DIFS和相關聯的退避時間段之后，開始新的傳輸420。在下面的討論中，認為進行傳輸420的STA在這種情況下通過競爭已經獲得了該傳輸機會。
在僅僅期望一個特定STA對當前傳輸做出響應的幀序列內，使用SIFS。例如，當響應于收到的數據幀而發送一個確認幀(ACK)時，可以在收到數據加SIFS之后立即發送該ACK。其他的傳輸序列也可以在幀之間使用SIFS。在一個請求發送(RTS)幀之后，可以跟隨有SIFS以及一個準許發送(CTS)幀，然后，可以在CTS之后的SIFS時發送數據，在此之后，在數據之后的SIFS可以跟隨有一個ACK。如上所述，這些幀序列全部穿插有SIFS。SIFS持續時間可用于(a)檢測信道上的能量，以及判斷能量是否已經耗盡(即，信道清空)；(b)有時間對先前消息進行解碼和判斷ACK幀是否表明傳輸被正確接收；(c)STA收發機有時間從接收切換成發射以及從發射切換成接收。
圖5給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段500，用來說明如何在ACK之前使用SIFS，其比DIFS接入具有較高優先級。一個現有的傳輸510占用該信道。在該例中，當傳輸510終止時，在傳輸510結束后一個SIFS時跟隨有ACK 520。請注意，ACK 520是在DIFS屆滿之前開始的，所以，試圖贏得傳輸的任何其他STA都不會成功。在該例中，ACK 520結束之后，沒有出現更高優先級的接入，所以，在DIFS和相關聯的退避時間之后(如果有的話)，開始新的傳輸530。
RTS/CTS幀序列(除了提供流量控制功能之外)可用來提高對數據幀傳輸的保護。RTS和CTS包含后續數據幀和ACK以及任何中間SIFS的持續時間信息。監聽到RTS或CTS的STA在它們的網絡分配向量(NAV)上標出所占用的持續時間，并在該持續時間內將媒體視為繁忙。典型地，利用RTS/CTS，比指定長度要長的幀可以受到保護，而較短的幀在無保護情況下被發送出去。
PCF可用來使AP提供信道的集中控制。在檢測到媒體在PIFS持續時間內為空閑時，AP可以獲得對該媒體的控制。PIFS比DIFS短，故比DIFS具有較高優先級。與DCF相比，一旦AP獲得了對信道的接入權，它就可以向其他STA提供無競爭的接入機會，從而提高MAC效率。請注意，SIFS比PIFS具有較高優先級，所以，PCF在控制信道之前必須等待，直到所有SIFS序列結束為止。
一旦AP使用PIFS獲得對媒體的接入權，它就可以確立一個無競爭周期(CFP)，在該周期內，AP可以向相關聯的STA提供輪詢式接入。無競爭的輪詢(CF-Poll)，或簡稱之為輪詢，由AP發送并且其后面跟著的是從受輪詢的STA到AP的傳輸。同樣，STA在CF-Poll之后必須等待SIFS持續時間，盡管受輪詢的STA不必等待DIFS或任何退避時間。802.11(e)引入了各種增強，包括對輪詢的增強，下面將結合圖9進一步詳細描述一個這樣的例子。
AP發送出去的信標確立CFP的持續時間。這類似于使用RTS或CTS來防止競爭接入。但是，有些終端無法聽到該信標，但其傳輸可能會對由AP進行調度的傳輸造成干擾，所以，隱藏終端問題仍會出現。在CFP中開始傳輸的各終端通過使用CTS-to-self，可以實現進一步的保護。
ACK和CF-Poll可以被包含在一個幀內，并且可以與數據幀包含在一起，從而提高MAC效率。請注意，SIFS＜PIFS＜DIFS關系為信道接入提供了一種確定性優先級機制。在DCF中，STA之間的競爭接入基于退避機制是概率性的。
早期的802.11標準還規定了將大的分組分割成較小的分片。這種分段的一個優點是一個段中的差錯比一個較大分組中的差錯需要較少的重傳。這些標準中分段的一個缺點是對于確認型的傳輸，需要為每個段發送一個ACK，其中，附加的SIFS對應于附加的ACK傳輸和分片傳輸。圖6示出了這一點。該示例性的物理層(PHY)傳輸段600給出了N個段及其相應的確認的傳輸。現有的傳輸610被發送出去。在傳輸610結束時，第一STA等待DIFS 620和退避時間630，以獲得對信道的接入權。第一STA向第二STA發送N個段640A-640N，在其后必須分別有N個相應SIFS 650A-650N的延遲。第二STA發送N個確認幀660A-660N。在各分片之間，第一STA必須等待SIFS，所以，存在N-1個SIFS 670A-670N-1。因此，與發送一個分組、一個ACK和一個SIFS相比，一個經過分段的分組需要相同的分組傳輸時間，但卻有N個ACK和2N-1個SIFS。
802.11(e)標準添加了增強功能，以便于改善802.11(a)、(b)和(g)中的以前的MAC。802.11(g)和(a)都是OFDM系統，它們很相似，但工作于不同的頻帶。諸如802.11(b)之類的低速MAC協議的各種功能向前傳承到具有更高比特率的系統，從而引入了低效率，后面將對此進行詳細說明。
在802.11(e)中，DCF得到了增強，故被稱為增強分布式信道接入(EDCA)。EDCA的主要服務質量(QoS)增強是引入了仲裁幀間間隔(AIFS)。AIFS[i]與用編號i標識的業務類型(TC)相關聯。AP可以使用與其他STA能夠所使用的AIFS[i]值不同的AIFS[i]值。只有AP可以使用與PIFS相等的AIFS[i]值。在其他情況下，AIFS[i]大于或等于DIFS。缺省情況下，對于“語音”和“視頻”業務類型，選擇等于DIFS的AIFS。如果AIFS較大，則表明為業務類型“盡力服務(besteffort)”和“背景”選擇了較低的優先級。
競爭窗口的大小也是TC的函數。最高優先級類型允許設置CW＝1，即，沒有退避時間。對于其他TC，不同的競爭窗口大小提供概率性的相對優先級，但不能用來達到延遲保證。
802.11(e)引入了傳輸機會(TXOP)。為了提高MAC效率，當STA通過EDCA或通過HCCA中的輪詢式接入獲取到媒體時，STA能夠發送一個以上的幀。這一個或多個幀被稱為TXOP。在媒體上，TXOP的最大長度取決于業務類型并且由AP確定。此外，對于受輪詢的TXOP，AP指明TXOP的準許持續時間。在TXOP期間，STA可以發送一系列的幀，其間穿插有SIFS和來自目的方的ACK。除了不必對每個幀等待DIFS加退避時間之外，贏得了一個TXOP的STA可以確知，它能夠保持該信道以用于后續傳輸。
在TXOP期間，來自目的方的ACK可以是每幀的(就如同在較早的802.11MAC中一樣)，或者，可以使用即刻的或延遲的塊ACK，如下所述。此外，對于特定的業務流，如廣播或多播，允許無ACK的策略。
圖7給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段700，用于說明具有逐幀確認的TXOP。一個現有的傳輸710被發送出去。在傳輸710之后并且等待DIFS 720和退避時間730之后(如果有的話)，STA贏得TXOP 790。TXOP 790包括N個幀740A-740N，各幀后面跟著N個相應的SIFS 750A-750N。進行接收的STA用N個相應的ACK760A-760N做出響應。ACK 760后面跟著N-1個SIFS 770A-770N-1。應當注意的是，每個幀740包括前導碼770，以及報頭和分組780。下面詳細說明的示例性實施例能夠大大降低為前導碼預留的傳輸時間量。
圖8示出了具有塊確認的TXOP 810。TXOP 810可以通過競爭或輪詢而贏得。TXOP 810包括N個幀820A-820N，各幀后面跟著N個相應的SIFS 830A-830N。在幀820和SIFS 830的傳輸之后，發送一個塊ACK請求840。進行接收的STA在未來某一時刻對該塊ACK請求做出響應。該塊ACK可以緊跟在幀的塊傳輸結束后，或者可以進行延遲，以允許接收機的軟件處理。
下面詳細說明的示例性實施例能夠大大減少幀之間的傳輸時間量(在該例中為SIFS)。在有些實施例中，在連續傳輸(即幀)之間沒有必要延遲。
應當注意的是，在802.11(a)和其他標準中，對于特定的傳輸格式，定義了一種信號擴展(Signal Extension)，其在每幀的結束增添附加延遲。盡管在技術上未包括在SIFS的定義中，但下面詳細說明的各個實施例也可以去除信號擴展。
塊ACK功能可以提高效率。在一個例子中，STA可以發送與1024個幀相對應的最多64個MAC服務數據單元(SDU)(每個還可以分為16個分片)，而目的方STA可以在幀的塊的結束處提供單個響應，以表明這1024幀中的每一個的ACK狀態。典型地，速率高時，MAC SDU不會被進行分片，而對于低延時，在需要來自目的方的塊ACK之前，可以發送少于64個MAC SDU。在這種情況下，為了發送M個幀，總時間從M個幀+M個SIFS+M個ACK+M-1個SIFS減少到M個幀+M個SIFS+塊ACK。下面詳細說明的實施例進一步提高塊ACK的效率。
802.11(e)引入的直接鏈路協議(DLP)使STA能夠將幀直接轉發給處于一個基本服務集合(BSS)內的另一目的方STA(由相同的AP控制)。AP可以為STA之間的這種直接幀傳輸提供輪詢的TXOP。在引入該功能之前，在輪詢式接入過程中，來自受輪詢STA的幀的目的方總是AP，而AP將這些幀轉發給目的方STA。通過消除兩跳的幀轉發，媒體效率得到了改善。下面進一步詳細說明的實施例為DLP傳輸增添明顯的效率。
802.11(e)還引入了增強型PCF，被稱為混合協調功能(HCF)。在HCF控制的信道接入(HCCA)中，AP可以在任何時間接入信道，從而建立受控接入階段(CAP)，這與CFP相似，用于在競爭階段內的任何時間提供傳輸機會，而不是僅僅緊跟在信標后。AP在沒有退避時間的情況下等待PIFS，然后接入媒體。
圖9給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段800，用于說明使用HCCA的受輪詢的TXOP。在該例中，AP競爭該輪詢。一個現有的傳輸910被發送出去。在傳輸910之后，AP等待PIFS，然后發送接收方為一個STA的輪詢920。應當注意的是，競爭該信道的其他STA必須等待至少DIFS，由于發送出去的輪詢920導致這不會出現，如圖所示。受輪詢的STA在輪詢920和SIFS 930之后發送受輪詢的TXOP 940。AP可以繼續輪詢，在各受輪詢的TXOP 940和輪詢920之間等待PIFS。在另一種情形中，AP可以從傳輸910起等待PIFS，從而確立CAP。AP可以在CAP期間發送一個或多個輪詢。
MAC改進如上所述，以前MAC的各種低效功能也傳承到了后來的版本中。例如，為與64Mbps相對的11Mbps而設計的非常長的前導碼會導致低效率。隨著速率的增加，MAC協議數據單元(MPDU)不斷縮小，所以，使各種幀間間隔和/或前導碼保持恒定就意味著信道利用率的相應降低。例如，高數據速率MIMO MPDU傳輸在長度上可能只有幾微秒，相比之下，802.11(g)具有72μs的前導碼。消除或降低延遲，如SIFS、信號擴展和/或前導碼，將會提高信道的吞吐量和利用率。
圖10是TXOP 1010的一個示例性實施例，其包括多個連續的傳輸幀，而沒有任何間隙。TXOP 1010包括N個幀1020A-1020N，它們是在沒有任何間隙的情況下有序地傳輸的(將此與圖8所示的TXOP 810中所需的SIFS進行比較)。該TXOP中的幀的數量僅僅受限于接收機的緩沖器和解碼能力。當STA在TXOP 1010中發送連續幀連同塊ACK時，不必穿插(intersperse)SIFS持續時間，這是因為在連續幀之間沒有其他STA需要獲得對媒體的接入權。在N個幀后添加一個可選的塊ACK請求1030。某些類型的業務可能不需要確認。緊接在TXOP之后，可以對一個塊ACK請求做出響應，或者可以稍后發送。幀1020不需要信號擴展。TXOP 1010可用于這里詳細描述的任何實施例，只要其中需要TXOP。
如圖10所示，當由同一個STA發送所有幀時，在TXOP的連續幀之間不必發送SIFS。在802.11(e)中，預留了這些間隙，以便于限制接收機處的復雜度要求。在802.11(e)標準中，10μs的SIFS時段和6μs的OFDM信號擴展為接收機提供了總共16μs，用于處理收到的幀(包括解調和解碼)。但是，如果PHY速率很大，這16μs會明顯地降低效率。在有些實施例中，通過引入MIMO處理，即便16μs也不足以完成處理。而在該示例性實施例中，從一個STA到AP或到另一STA的連續傳輸之間，不需要SIFS和OFDM信號擴展(使用直接鏈路協議)。因此，如果一個接收機在傳輸結束之后需要附加時間段用于MIMO接收機處理和信道解碼(例如，turbo/卷積/LDPC解碼)，則該接收機可以執行這些功能，同時將媒體被用于附加傳輸。稍后，可以發送一個確認，如上所述(例如，使用塊ACK)。
由于STA之間的不同傳播延遲，不同STA對之間的傳輸可以用保護時段分開，以避免該媒體上來自不同STA的連續傳輸在接收機處發生碰撞(圖10未顯示，但在后面將做出進一步的詳細說明)。在一個示例性實施例中，一個OFDM符號的保護時段(4μs)對于802.11的所有工作環境都是足夠的。從同一STA到不同目的方STA的傳輸不需要用保護時段分開(如圖10所示)。下面還將進一步詳細說明，這些保護時段可被稱為保護頻帶幀間間隔(GIFS)。
不使用SIFS和/或信號擴展，通過使用基于窗口的ARQ方案(回退N或有選擇性的重復)，可以提供所需的接收機處理時間(例如，用于MIMO處理和解碼)，這些技術對于本領域技術人員是公知的。傳統802.11的停等式(stop-and-wait)MAC層ACK在802.11(e)中被增強成了窗口式的機制，在該例中最多達到1024幀和塊ACK。優選引入標準的基于窗口的ARQ方案，而非802.11(e)中設計的自組織塊ACK方案。
所允許的最大窗口取決于接收機處理復雜度和緩沖。發射機可以按照發射機一接收機對之間可達到的峰值PHY速率，發送足夠的數據來填滿接收機窗口。例如，因為接收機處理可能無法跟得上PHY速率，所以，接收機可能需要存儲軟(soft)解碼器輸出，直到它們能夠被解碼為止。因此，峰值PHY速率時物理層處理的緩沖需求可用來確定最大允許窗口。
在一個示例性實施例中，接收機可以通告它能夠在不使其物理層緩沖器溢出的情況下以一特定PHY速率處理的最大允許PHY塊尺寸。或者，接收機也可以通告它能夠在不使其物理層緩沖器溢出的情況下以最大PHY速率處理的最大允許PHY塊尺寸。PHY速率較低時，可以在沒有緩沖器溢出的情況下處理較長的塊尺寸。根據最大PHY速率時通告的最大允許PHY塊尺寸，發射機可以使用已知的公式來計算對于特定PHY速率的最大允許PHY塊尺寸。
如果通告的最大PHY塊尺寸是一個靜態參數，則在可以處理物理層緩沖器和接收機準備好接收下一PHY突發之前的時間量為另一在發射機處是已知的且在調度器處也是已知的接收機參數。或者，根據物理層緩沖器的占用情況，所通告的最大PHY塊尺寸可以動態地改變。
接收機處理延遲可用來確定ARQ的往返(round-trip)延遲，后者可用來確定應用程序觀察到的延遲。因此，為了支持低延時服務，可以限制允許的PHY塊尺寸。
圖11給出了TXOP 1110的一個示例性實施例，用于說明降低所需的前導碼傳輸量。TXOP 1110包括前導碼1120，后面跟著的是N個連續傳輸1130A-1130N。可以添加一個可選的塊ACK請求1140。在該例中，傳輸1130包括一個報頭和一個分組。將TXOP 1110與圖7的TXOP 790相比較，后者中每個幀740除報頭和分組之外還包括一個前導碼。對于相同量的發送數據，通過發送單個前導碼，所需的前導碼傳輸僅是一個前導碼，而不是N個前導碼。
因此，前導碼1120可以被從連續傳輸中排除出去。接收機可以使用初始前導碼1120來獲取信號和用于OFDM的精細頻率獲取。對于MIMO傳輸而言，與當前的OFDM前導碼相比，初始前導碼1120是可以擴展的，以使接收機能夠估計空間信道。但是，同一TXOP內的后續幀可以不需要附加的前導碼。OFDM符號內的導頻音通常足以進行信號跟蹤。在一個替換的實施例中，附加的(類似于前導碼)符號可以在TXOP 1110內周期性地交錯。但是，可以明顯降低總的前導碼開銷。可以只在必要時才發送前導碼，并且可以基于自發送的前一前導碼以來流逝的時間量來不同地發送前導碼。
應當注意的是，TXOP 1110也可以與傳統系統的功能結合起來。例如，塊ACK是可選的。也可以支持更頻繁的ACK。即使如此，較小的間隙，如GIFS，可以替換較長的SIFS(加上信號擴展，如果使用的話)。連續傳輸1130還可以包括較大分組的多個段，如上所述。還應當注意的是，發往同一接收方STA的連續傳輸1130的報頭可以被進行壓縮。下面還將詳細說明壓縮報頭的一個例子。
圖12給出了方法1200的一個示例性實施例，其結合有上述各方面，包括合并前導碼、去除諸如SIFS之類的間隙和根據需要插入GIFS。該流程開始于框1210，其中，使用這里詳細描述的任意技術，一個STA贏得了一個TXOP。在框1220中，根據需要，發送一個前導碼。同樣，該前導碼可以長于或短于傳統的前導碼，且可以根據各種參數(例如，自前一發送前導碼以來流逝的時間)而改變，以使接收方STA能夠估計MIMO空間信道。在框1230中，STA發送一個或多個分組(或者，更一般地，任何類型的連續傳輸)到目的方。應當注意的是，不需要發送附加的前導碼。在一個替換的實施例中，也可以可選地發送一個或多個附加的前導碼，或者，根據需要，可以穿插類似前導碼的符號。在框1240中，STA可以可選地向一個附加的接收方STA發送信號。在這種情況下，根據需要插入GIFS，并且，可以將一個或多個連續傳輸發送到附加的接收方STA。然后，該流程可以結束。在各種實施例中，STA可以繼續向兩個以上的STA發送信號，插入預期性能等級所需的GIFS和/或前導碼。
因此，如上所述，通過將從一個STA到多個目的方STA的傳輸合并成連續傳輸，可以進一步提高MAC效率，從而省去很多或全部保護時段并降低前導碼開銷。對于從同一STA到不同目的方STA的多個連續傳輸，可以使用單個前導碼(或者，導頻傳輸)。
通過輪詢合并，可以獲得額外的效率。在一個示例性實施例中，可以將幾個輪詢合并到一個控制信道中，下面將詳細描述其示例。在一個例子中，AP可以向多個目的方STA發送信號，其中包括用于分配TXOP的輪詢消息。相比之下，在802.11(e)中，每個TXOP前有來自AP的CF-Poll以及跟著的SIFS。當將幾個這樣的CF-Poll消息合并成單個控制信道消息(在下面詳細描述的一個示例性實施例中，稱之為SCHED消息)以用來分配幾個TXOP時，可以提高效率。在一個通常的實施例中，任何時間段可以分配給合并后的輪詢及其相應的TXOP。下面結合圖15描述一個示例性的實施例，并且，本文還包括其他示例。
為了進一步提高效率，可以用分層的速率結構對控制信道(即SCHED)消息進行編碼。相應地，發往任何STA的輪詢消息可以根據AP和STA之間的信道質量進行編碼。輪詢消息的傳輸次序不必是所分配TXOP的次序，而是可以根據編碼魯棒性而進行排定。
圖13給出了一個示例性的物理層(PHY)傳輸段1300，用于說明合并的輪詢及其相應的TXOP。合并的輪詢1310被發送出去。可以使用這里詳細描述其示例的控制信道結構，或者可以使用對于本領域技術人員來說是顯而易見的各種其他技術，來發送這些輪詢。在該例中，為了不需要在輪詢和任何前向鏈路TXOP之間使用幀間間隔，在合并的輪詢1310后直接發送前向鏈路TXOP 1320。在前向鏈路TXOP1320之后，發送各種反向鏈路TXOP 1330A-1330N，其中根據需要可以插入GIFS 1340。應當注意的是，當從一個STA進行有序傳輸時，不必包括GIFS(類似于對于從AP發送到不同STA的前向鏈路傳輸，不需要GIFS)。在該例中，反向鏈路TXOP包括STA到STA(即，點到點)的TXOP(例如，使用DLP)。應當注意的是，所示的傳輸次序只是說明性的。前向和反向鏈路TXOP(包括點到點傳輸)可以互換，或者，互相穿插。有些配置消除的間隙數量可能不同于其他配置消除的間隙數量。通過這里的啟示，本領域技術人員將能很容易地修改出多種可替換的實施例。
圖14示出了用于合并輪詢的方法1400的一個示例性實施例。流程開始于框1410，其中，將信道資源分配到一個或多個TXOP中。可以使用任何調度功能，來做出該TXOP分配確定。在框1420中，把根據該分配信息來分配TXOP的輪詢進行合并。在框1430中，通過一個或多個控制信道，將該合并的輪詢發送給一個或多個STA(即，在下面詳細描述的一個示例性實施例中，SCHED消息的CTRLJ段)。在一個替換的實施例中，可以使用任何消息傳送技術來發送合并的輪詢。在框1440中，STA根據該合并的輪詢中的輪詢分配來發送TXOP。然后，該流程可以結束。該方法可以結合任何長度的合并的輪詢間隔使用，所述任何長度的合并的輪詢可以包括系統信標間隔的全部或一部分。如上所述，合并的輪詢可間歇地用于基于競爭的接入或傳統的輪詢。在一個示例性實施例中，可以周期性地或者根據其他參數來重復執行方法1400，所述其他參數如系統負載或數據傳輸要求。
下面結合圖15和16，詳細描述MAC協議的一個示例性實施例，以說明各個方面。在與本申請同時提交的、題目為“WIRELESS LANPROTOCOL STACK”的共同待決美國專利申請XX/XXX,XXX、XX/XXX,XXX和XX/XXX,XXX(案卷號分別為030428、030433和030436)中進一步詳細描述了該MAC協議，這三篇申請已轉讓給本申請的受讓人。
圖15中示出了一個示例性的TDD MAC幀間隔1500。在該場合中所用的術語“TDD MAC幀間隔”指的是一段時間，其中，定義了下面詳細描述的各種傳輸段。TDD MAC幀間隔1500區別于一般使用的術語“幀”，以便于描述802.11系統中的傳輸。在802.11術語中，TDD MAC幀間隔1500類似于信標間隔或信標間隔的一小部分。結合圖15和16詳細描述的參數僅僅是說明性的。使用所描述部件的一些或全部以及各種參數值，本領域普通技術人員可以很容易地使該例適應于多種其他實施例。MAC功能1500在下列傳輸信道段之間進行分配廣播、控制、前向和反向業務(分別被稱為下行鏈路階段和上行鏈路階段)以及隨機接入。
在該示例性實施例中，TDD MAC幀間隔1500在2毫秒的時間間隔內為時分雙工(TDD)，被分成五個傳輸信道段1510-1550，如圖所示。在替換的實施例中，可以使用其他次序和不同的幀尺寸。TDDMAC幀間隔1500上的持續時間分配可以被量化成某一小公共時間間隔。
TDD MAC幀間隔1500內的這五個示例性的傳輸信道包括(a)廣播信道(BCH)1510，其傳送廣播控制信道(BCCH)；(b)控制信道(CCH)1520，其在前向鏈路上傳送幀控制信道(FCCH)和隨機接入反饋信道(RFCH)；(c)業務信道(TCH)，其傳送用戶數據和控制信息，且被進一步細分為(i)前向鏈路上的前向業務信道(F-TCH)1530和(ii)反向鏈路上的反向業務信道(R-TCH)1540；(d)隨機接入信道(RCH)1550，其傳送接入請求信道(ARCH)(用于UT接入請求)。導頻信標也是在段1510中發送。
幀1500的下行鏈路階段包括段1510-1530。上行鏈路階段包括段1540-1550。段1560表示下一TDD MAC幀間隔的開始。下面進一步描述包括點到點傳輸的一個替換的實施例。
廣播信道(BCH)和信標1510由AP發送。BCH 510的第一部分包含公共物理層開銷，如導頻信號，包括時序和頻率獲取導頻。在一個示例性的實施例中，信標包括由UT用于頻率和時序獲取的2個短OFDM符號，后面是由UT用于估計信道的公共MIMO導頻的8個短OFDM符號。
BCH 1510的第二部分是數據部分。BCH數據部分定義了相對于傳輸信道段CCH 1520、F-TCH 1530、R-TCH 1540和RCH 1550、TDDMAC幀間隔的分配情況，還定義相對于子信道、CCH的組合。在該例中，BCH 1510定義了無線LAN 120的覆蓋范圍，所以被在可用的最健壯的數據傳輸模式下發送。整個BCH的長度是固定的。在一個示例性的實施例中，BCH定義了MIMO-WLAN的覆蓋范圍，并且在空時發射分集(STTD)模式下使用1/4速率編碼的二進制相移鍵控(BPSK)發送。在該例中，BCH的長度固定為10個短OFDM符號。在替換的實施例中，可以使用各種其他的信令技術。
由AP發送的控制信道(CCH)1520定義了TDD MAC幀間隔的剩余部分的組合，并且示出了如何使用合并的輪詢。CCH 1520是用非常健壯的傳輸模式在多個子信道中發送的，各子信道具有不同的數據速率。第一子信道是最健壯的，并且預期能被所有UT進行解碼。在一個示例性的實施例中，1/4速率編碼的BPSK用于第一CCH子信道。還提供了其他魯棒性降低(效率升高)的子信道。在一個示例性實施例中，使用最多三個附加的子信道。每個UT按次序試圖對所有子信道進行解碼，直到解碼失敗為止。每個幀中的CCH傳輸信道段具有可變的長度，該長度取決于每個子信道中CCH消息的數量。對于反向鏈路隨機接入突發的確認信息是在CCH的最健壯(第一)子信道上傳送的。
CCH包含在前向和反向鏈路上物理層突發分配信息(類似于對于TXOP的合并的輪詢)。分配可用于在前向或反向鏈路上傳輸數據。通常，物理層突發分配包括(a)MAC ID；(b)一個表示該幀內分配的開始時間(在F-TCH或R-TCH中)的值；(c)分配的長度；(d)專用物理層開銷的長度；(e)傳輸模式；(f)用于物理層突發的編碼和調制方案。
CCH上其他示例性類型的分配信息包括反向鏈路上的分配信息，用于傳輸來自UT的專用導頻；反向鏈路上的分配信息，用于傳輸來自UT的緩沖器和鏈路狀態信息。CCH還可以定義了幀的預留未用部分。該幀的這些未用部分可由UT用來進行噪聲基底(和干擾)估計，以及測量相鄰系統信標。
隨機接入信道(RCH)1550是反向鏈路信道，UT可以通過它發送隨機接入突發。對于每個幀，在BCH中指定RCH的可變長度。
前向業務信道(F-TCH)1530包括一個或多個從AP 104發送出去的物理層突發。每個突發都指向在CCH分配信息中指示的一個特定的MAC ID。每個突發包括專用的物理層開銷，例如，根據CCH分配信息中指示的傳輸模式以及編碼和調制方案而發送的導頻信號(如果有的話)和MAC PDU。F-TCH具有可變的長度。在一個示例性的實施例中，專用物理層開銷可以包括一個專用的MIMO導頻。圖16詳細給出了一個示例性的MAC PDU。
反向業務信道(R-TCH)1540包括來自一個或多個UT 106的物理層突發傳輸。每個突發是由CCH分配信息中指示的一個特定UT發送的。每個突發可以包括根據CCH分配信息中指示的傳輸模式以及編碼和調制方案而發送的一個專用導頻前導碼(如果有的話)和一個MAC PDU。R-TCH具有可變的長度。
在該示例性實施例中，F-TCH 530、R-TCH 540或二者，可以使用空間復用或碼分多址技術實現與不同UT相關聯的MAC PDU的同時傳輸，包含與MAC PDU相關聯的MAC ID(即，上行鏈路上的發送方，或下行鏈路上的預期接收方)的一個字段可以包括在MAC PDU報頭中。這可以用來解決使用空間復用或CDMA時可能出現的所有尋址不確定問題。在替換的實施例中，當復用嚴格地基于時分技術時，MAC PDU報頭中不需要MAC ID，因為尋址信息包括在CCH消息中，CCH消息將TDD MAC幀間隔中的特定時間周期分配給了一個具體的MAC ID。可以采用空間復用、碼分復用、時分復用和本領域已知的任何其他技術的組合。
圖16示出了來自一個分組1610的示例性MAC PDU 1660，在該例中，分組1610可以是IP數據報或以太網段。在圖示中描述了示例性的字段類型和尺寸。本領域技術人員可以認識到，在本發明的保護范圍內，各種其他尺寸、類型和配置也是可以想象得到的。
如圖所示，數據分組1610在自適應層中進行分段。每個自適應子層PDU 1630承載這些段1620中之一。在該例中，數據分組1610被分成N個段1620A-N。自適應子層PDU 1630包括有效載荷1634，有效載荷1634包含相應的段1620。類型字段1632(在該例中是一個字節)被附加到自適應子層PDU 1630中。
邏輯鏈路(LL)報頭1642(在該例中為4個字節)被添加到有效載荷1644中，有效載荷1644包括自適應層PDU 1630。LL報頭1642的示例性信息包括流標識符、控制信息和序號。針對報頭1642和有效載荷1644計算出CRC 1646，并附加上該CRC 1646以形成邏輯鏈路子層PDU(LL PDU)1640。邏輯鏈路控制(LLC)和無線鏈路控制(RLC)PDU可以通過類似方式形成。LL PDU 1640以及LLC PDU和RLC PDU被放置在隊列中(例如，高QoS隊列、盡力服務隊列或者控制消息隊列)，以用于由MUX功能提供的服務。
MUX報頭1652被附加到每個LL PDU 1640上。一個示例性的MUX報頭1652可以包括長度和類型(在該例中，報頭1652是兩個字節)。對于每個控制PDU(即，LLC和RLC PDU)，可以形成相似的報頭。LL PDU 1640(或LLC或RLC PDU)構成有效載荷1654。報頭1652和有效載荷1654構成MUX子層PDU(MPDU)1650(MUX子層PDU在這里也被稱為MUX PDU)。
在該例中，共享媒體上的通信資源由MAC協議在一系列TDDMAC幀間隔中分配。在下面將詳細描述其示例的替換實施例中，這些類型的TDD MAC幀間隔可以被穿插各種其他MAC功能，包括基于競爭的或輪詢的，并且包括使用其他類型的接入協議與傳統系統進行交互。如上所述，調度器可以確定在每個TDD MAC幀間隔中分配給一個或多個MAC ID的物理層突發的尺寸(類似于合并的輪詢的TXOP)。應當注意的是，并非每個有數據要發送的MAC ID都能分配到任何特定TDD MAC幀間隔內的空間。在本發明的保護范圍內，可以使用任何接入控制或調度方案。當針對MAC ID而進行分配時，該MAC ID的相應MUX功能將構成MAC PDU 1660，其包括一個或多個MUX PDU 1650，以便于包括在該TDD MAC幀間隔內。針對一個或多個已分配的MAC ID的一個或多個MUX PDU 1660將被包括在一個TDD MAC幀間隔內(即，TDD MAC幀間隔1500，上面已結合圖15對其進行了詳細描述)。
在一個示例性實施例中，一個方面使得能夠發送一個部分MPDU1650，從而在MAC PDU 1660中實現高效的封包。在該例中，所有部分MPDU 1650在前一次傳輸中剩余的未發送字節可以包括進來，并由部分MPDU 1664標識。在當前幀中，這些字節1664將在所有新PDU 1666(即，LL PDU或控制PDU)之前發送。報頭1662(在該例中為2個字節)包括MUX指針，其指向當前幀中要發送的第一個新MPDU(在該例中為MPDU 1666A)的開始。報頭1662還包括MAC地址。
MAC PDU 1660包括MUX指針1662、開始處可能的部分MUXPDU 1664(是在前一次分配后所剩余的)，后面是零個或多個完整的MUX PDU 1666A-N以及一個可能的部分MUX PDU 1668(來自當前一次分配)，或其他填充信息，用于填滿物理層突發的已分配部分。MAC PDU 1660被承載在已分配給該MAC ID的物理層突發中。
因此，該示例性的MAC PDU 1660示出了一個傳輸(或者，按802.11術語為幀)，它可以從一個STA發送到另一個STA，包括來自指向該目的方STA的一個或多個流的數據部分。通過可選地使用部分MUX PDU，可以實現高效的封包。在CCH中包括的合并的輪詢中指示的時間，每個MAC PDU可以在一個TXOP(使用802.11術語)中發送。
圖15和16中詳細描述的示例性實施例列出了各個方面，包括通過從每個STA(包括AP)有序地發送物理層突發從而合并輪詢、減少前導碼傳輸以及消除間隙。這些方面也適用于任何MAC協議，包括802.11系統。下面進一步給出替換的實施例，來說明其他各種技術，這些技術可以實現MAC的高效率，以及支持點到點傳輸，并且可以現有的傳統協議或系統結合起來和/或協作。
如上所述，這里詳細描述的各種實施例可以采用信道估計和嚴格的速率控制。通過使媒體上的不必要傳輸最小化，可以獲得提高的MAC效率，但是，在有些情況下，不充分的速率控制反饋將會降低總體吞吐量。因此，對于信道估計和反饋，可以提供足夠的機會，以使所有MIMO模式下的傳輸速率最大化，從而防止由于不充分信道估計所導致的吞吐量降低，不充分的信道估計會抵消任何MAC效率增加。因此，可以設計示例性的MAC實施例，以提供足夠的前導碼傳輸機會，以及讓接收機有機會向發射機提供速率控制反饋，上面對此已經進行了介紹，下面還將進一步詳細說明。
在一個例子中，AP在其傳輸中周期性地穿插MIMO導頻(至少每TP毫秒，其中，TP可以是固定或可變的參數)。每個STA可以用一個MIMO導頻開始其受輪詢的TXOP，該MIMO導頻可由其他STA和AP用來估計信道。對于使用直接鏈路協議(下面將進一步詳細說明)到AP或另一STA的傳輸，MIMO導頻可以是導向參考信號(steeredreference)，以便有助于簡化目的方STA中的接收機處理。
AP也可以向目的方STA提供機會，以便讓其提供ACK反饋。目的方STA也可以使用這些反饋機會，向發送方STA提供可用MIMO模式的速率控制反饋。這樣的速率控制反饋沒有定義在包括802.11(e)在內的傳統802.11系統。引入MIMO可以提高速率控制信息的總量(針對每種MIMO模式而言)。在有些情況下，為了將在MAC效率方面改進的效果最大化，這些可以通過嚴格的速率控制反饋來補充。
這里已經介紹且下面將進一步詳細說明的另一方面是STA的儲備(backlog)信息和調度。每個STA可以用一個前導碼開始其TXOP，該前導碼后面跟著下一TXOP的請求持續時間。該信息目的導向AP。AP從多個不同的STA中收集下一請求TXOP的有關信息，并且確定對于下一TDD MAC幀間隔，TXOP在媒體上的持續時間分配情況。AP可以使用不同的優先級或QoS規則，來確定如何共享該媒體，或者它可以使用很簡單的規則來根據來自STA的請求有比例地共享該媒體。還可以采用任何其他調度技術。對于下一TDD MAC幀間隔的TXOP分配是在來自AP的后一控制信道消息中指派的。
指定的接入點在這里詳述的實施例中，網絡可以支持有真正接入點或沒有真正接入點的情況下的操作。當存在真正的AP時，例如，它可以連接到有線的粗管道連接(即，線纜、光纖、DSL或T1/T3、以太網)或家用娛樂服務器。在這種情況下，該真正的AP可以是網絡內設備間流動的大部分數據的信源和信宿。
當不存在真正的AP時，多個站仍然可以使用像如上所述的分布式協調功能(DCF)或802.11b/g/a或802.11e的增強型分布式信道接入等相互進行通信。下面還將進一步詳細說明的是，當需要附加資源時，采用集中式的調度方案，可以更高效地使用媒體。例如，該網絡架構可能出現在家庭中，其中很多不同設備(即，DVD-TV、CD-Amp-Speaker等)需要相互進行通信。在這種情況下，這些網絡站自動指定一個站充當AP。應當注意的是，如下所述，自適應協調功能(ACF)可以通過指定的接入點使用，并且可以在集中式調度、隨機接入、自組織通信或其任意組合的情況下采用。
有些非AP設備、但不是所有的非AP設備，具有增強的MAC能力，故適于作為指定的AP而工作。應當注意的是，并不是所有設備都需要被設計成具有指定的AP MAC能力。當QoS(例如，有保障的延時)、高吞吐量和/效率很重要時，網絡中的一個設備必須能夠支持指定的AP的操作。
這意味著，指定的AP的能力通常與具備較高能力的設備相關聯，例如，具有一個或多個屬性，如線路功率(line power)、大量的天線和/或發射/接收鏈、或高吞吐量要求。(下面將進一步詳細描述用于選擇指定的AP的附加因素)。因此，低端設備，如低端照相機或電話，不需要具備指定的AP的能力，而高端的設備，如高端視頻源或高清晰度視頻顯示器，可以具備指定的AP的能力。
在沒有AP的網絡中，指定的AP發揮著真正AP的作用，并且可以或可以不具有更少的功能性。在各種實施例中，指定的AP可以執行下列功能(a)確立網絡基本服務集合(BSS)ID；(b)通過發送信標和廣播信道(BCH)網絡配置信息(BCH可以定義下一BCH之前的媒體組合)，設置網絡時序；(c)使用前向控制信道(FCCH)，通過對網絡中的站的傳輸進行調度，從而管理連接；(d)管理關聯(association)；(e)為QoS流提供接納控制；和/或(f)各種其他功能。指定的AP可以實現復雜的調度器，或者任何類型的調度算法。可以采用簡單的調度器，下面進一步詳細描述它的一個示例。
下面結合點到點通信，詳細描述改進的物理層匯聚協議(PLCP)報頭，這也適用于指定的AP。在一個實施例中，所有傳輸的PLCP報頭以可由所有站(包括指定的AP)進行解碼的基本數據速率發送。來自多個站的傳輸的PLCP報頭包含與特定優先級或流相關聯的站處的數據儲備。或者，它包含對于特定優先級或流的后一傳輸機會的一個持續時間請求。
通過在所有的站傳輸的PLCP報頭中的“窺探(snooping)”，指定的AP可以確定由這些站請求的儲備或傳輸機會持續時間。基于負載、沖突或其他擁塞指標，指定的AP可以確定把一部分時間分配給基于EDCA的(分布式接入)，將一部分時間分配給無競爭的輪詢(集中式)接入。指定的AP可以運行一個基本的調度器，其分配與請求成比例的帶寬，并在無競爭周期內對其進行調度。增強的調度器也是可以的，但并不是必須的。經過調度的傳輸由指定AP在CCH(控制信道)上進行通告。
指定的AP不需要將一個站的傳輸回送(echo)到另一個站(即，充當跳板)，但這種功能也是準許的。真正的AP可以具備回送能力。
當選擇指定的接入點時，可以創建一種等級體系，來確定哪個設備應該充當接入點。在選擇指定的接入點時可以考慮的示例性因素包括下列(a)用戶配置(over-ride)；(b)較高的偏好等級；(c)安全等級；(d)能力線路功率；(e)能力天線數量；(f)能力最大發射功率；(g)基于其他因素的附加考慮(break a tie)媒體接入控制(MAC)地址；(h)第一個開機的設備；(i)任何其他因素。
實際上，指定的AP最好位于中心，且具有最佳的總Rx SNRCDF(即，能夠在良好SNR的情況下接收所有站)。通常，一個站擁有的天線越多，接收靈敏度就越好。此外，指定的AP可以具有較高的發射功率，從而使得該指定的AP可被大量的站監聽到。當添加站時和/或站移動時，可以評估這些屬性，并利用它們，以使網絡能夠動態地重新配置。
如果網絡配置有一個真正的AP或一個指定的AP，則可以支持點到點連接。下一節將詳細描述點到點連接。在一個實施例中，可以支持兩種類型的點到點連接(a)受管理的點到點連接，其中，AP對各個站所參與的傳輸進行調度；(b)自組織的連接，其中，AP不參與站傳輸的管理或調度。
指定的AP可以設定MAC幀間隔，并在幀開始時發送一個信標。廣播和控制信道可以在讓站發送的幀中指定已分配的持續時間。對于那些請求了對點到點傳輸進行分配的站(對于AP來說，這些請求是已知的)，AP可以提供經過了調度的分配段。AP可以在控制信道中通告這些分配段，例如，在每個MAC幀內。
可選地，AP還可以把A-TCH(自組織)段包括在該MAC幀內(下面將對此進行詳細說明)。MAC幀內是否存在A-TCH會在BCH和FCCH種指明。在A-TCH內，站可以使用CSMA/CA過程來執行點到點通信。可以修改IEEE無線LAN標準802.11的CSMA/CA過程，以排除即刻ACK的要求。當一個站搶占到信道時，該站可以發送一個MAC-PDU(協議數據單元)，其包括多個LLC-PDU。一個站在A-TCH中可以占用的最大持續時間在BCH中給出。對于經過確認的LLC，可以根據所需的應用延遲，對窗口大小和最大確認延遲進行協商。下面結合圖20詳細說明改進的MAC幀，其具有A-TCH段，可用于真正的AP和指定的AP。
在一個實施例中，非導向(unsteered)MIMO導頻可以使所有站了解它們自身和發送站之間的信道。在有些情況下，這是有用的。此外，指定的AP可以使用非導向MIMO導頻，以進行信道估計和便于進行PCCH的解調，然后可以從中導出分配。一旦指定的AP在一個特定MAC的幀中收到所有被請求的分配，則它可以針對后續MAC幀而對它們進行調度。應當注意的是，速率控制信息不必包含在FCCH中。
在一個實施例中，調度器可以執行以下操作首先，對于下一MAC幀，調度器收集所有被請求的分配段，并計算總的被請求分配段(Total Requested)。第二，調度器計算可以分配給F-TCH和R-TCH的總可用資源(Total Available)。第三，如果Total Requested大于TotalAvailable，則使用由Total Available/Total Requested確定的比率，將所有被請求的分配段進行縮放。第四，對于小于12個0FDM符號的任何縮放后分配段，將這些分配段增加至12個OFDM符號(在該示例性實施例中如此，但替換的實施例可以使用不同的參數)。第五，為了在F-TCH+R-TCH中容納所得的分配段，通過以循環方式降低大于12個OFDM符號的所有分配段，從最大值開始，一次一個符號，可以容納任何額外的OFDM符號和/或保護時間。
一個例子可以說明上述實施例。考慮如下的分配請求20、40、12、48。所以，Total Requested＝120。假設Total Available＝90。再假設所需的保護時間為0.2個OFDM符號。因此，如上面的第三操作所述，縮放后的分配段為15、30、9、36。如上面的第四操作所述，將分配段9增加至12。根據第五操作，將修改后的分配段和保護時間相加，總分配段是93.8。這意味著，分配段要減少4個符號。從最大的開始，一次去除一個符號，從而確定最終的分配段為14、29、12、34。(即，總共89個符號和用于保護時間的0.8個符號)在一個示例性實施例中，當存在指定AP時，它可以建立BSS的信標和設置網絡時序。多個設備與該指定的AP相關聯。當與一個指定AP相關聯的兩個設備需要一個QoS連接時，例如，具有低延時和高吞吐量要求的HDTV鏈路，那么，它們向該指定AP提供業務指標，以便進行接納控制。該指定AP可以接納或拒絕該連接請求。
如果媒體利用率足夠低，則可以使用CSMA/CA，留出媒體在信標之間的整個持續時間，用于EDCA操作。如果EDCA操作運行順暢，例如，沒有過量的沖突、退避和延遲，則該指定AP不必提供協調功能。
指定的AP通過監聽站傳輸的PLCP報頭，可以繼續監視媒體利用率。根據對媒體的觀測，以及儲備量或傳輸機會持續時間請求，指定AP可以確定何時EDCA操作不滿足準許流的所需QoS。例如，它可以觀測所報告的儲備量和所請求的持續時間的趨勢，并基于準許的流，將其與預期值進行比較。
當指定的AP確定在分布式接入情況下不滿足所需QoS時，它可以將媒體上的操作轉換成具有輪詢和調度的操作。后者提供更具確定性的延時和更高的吞吐效率。下面將詳細描述這種操作的例子。
因此，通過觀測媒體利用率、沖突、擁塞以及觀測來自發送站的傳輸機會請求和將請求與準許QoS流進行比較，可以從EDCA(分布式接入機制)自適應地轉換成調度(集中式的)操作。
如前所述，在其中描述了接入點的本申請詳細描述的任何實施例中，本領域技術人員應當理解，該實施例可以適應在有真正接入點或指定接入點的情況下工作。就如同這里詳細說明的那樣，可以采用和/或選擇一個指定接入點，該指定接入點可以根據任何協議工作，包括本申請中沒有提及的協議、或多種協議的任何組合。
點到點傳輸和直接鏈路協議(DLP)如上所述，點到點(或簡稱為“點-點”)傳輸使一個STA能夠直接向另一STA發送數據，而不必先將數據發送給AP。這里詳細描述的各個方面可以被用于點到點傳輸。在一個實施例中，可以修改直接鏈路協議(DLP)，如下所述。圖17示出了系統100內的一個示例性點到點通信。該例中的系統100類似于圖1所示的系統100，其經過修改，能夠實現從一個UT到另一個UT的直接傳輸(在該例中，示出了UT 106A和UT 106B之間的傳輸)。UT 106可以通過WLAN 120，與AP 104直接進行通信，這里將對其進行詳細描述。
在各種示例性的實施例中，可以支持兩種類型的點-點連接(a)受管理的點-點連接，其中，AP對各STA參與的傳輸進行調度；(b)自組織的點-點連接，其中，AP不參與STA傳輸的管理或調度。一個實施例可以包括這兩種連接的一種或二者。在一個示例性實施例中，發送出去的信號可以包括一個部分，其包括可由一個或多個站(還可能包括接入點)接收到的公共信息；以及，專門進行了格式化以便于由點-點接收站接收的信息。公共信息可用于調度(例如，如圖25所示)，或者由各種鄰居站用于競爭退避(例如，如圖26所示)。
下面詳細描述的各種示例性實施例介紹點-點連接的閉環速率控制。可以采用這種速率控制，來充分利用可用的高數據速率。
為便于說明，示例性實施例中沒有詳細說明各種功能(即，確認)。本領域技術人員將會認識到，這里公開的功能可以組合起來，從而在不同的實施例中形成任意數量的集合或子集合。
圖18示出了現有技術的物理層突發1800。可以先發送前導碼1810，后面跟著一個物理層匯聚協議(PLCP)報頭1820。傳統的802.11系統定義了一種PLCP報頭，包括速率類型和調制格式，用于作為數據符號1830而傳輸的數據。
圖19給出了一個示例性的物理層突發1900，它可用于點-點傳輸。如同圖18一樣，前導碼1810和PLCP報頭1820可以包括在內，后面跟著的是被標記為P2P 1940的點-點傳輸。P2P 1940可以包括由接收方UT使用的MIMO導頻1910。MIMO速率反饋1920也可以包括在內，以便于由接收方UT在發回給發送方UT的未來傳輸中使用。速率反饋可以從接收站到發送站響應于前一傳輸而生成。然后，數據符號1930可以根據點-點連接的選中速率和調制格式進行發送。應當注意的是，物理層突發，如PHY突發1900，可用于AP管理的點-點連接，以及自組織的點-點傳輸。下面詳細說明示例性的速率反饋實施例。下面還包括包含這些方面的物理層傳輸突發的替換的實施例。
在一個示例性的實施例中，AP設定TDD MAC幀間隔。可以使用廣播和控制信道來指明TDD MAC幀間隔中已分配的持續時間。對于已經請求了點-點傳輸分配的STA(對于AP來說是已知的)，AP可以提供經過調度的分配，并在每個TDD MAC幀間隔內在控制信道中通告它們。上面的圖15給出了一個示例性的系統。
圖20示出了TDD MAC幀間隔2000的一個示例性實施例，其包括一個可選的自組織段，被標識為A-TCH 2010。TDD MAC幀間隔2000中可以包括與上面結合圖15所描述的編號相同的部分。BCH510和/或CCH 520中可以指明TDD MAC幀間隔2000中是否存在A-TCH 2010。在A-TCH 2010期間，STA可以使用任何競爭過程來執行點到點通信。例如，可以使用802.11技術，如上面詳細描述的SIFS、DIFS、退避時間等。也可以使用QoS技術，如802.11(e)中介紹的那些(即，AIFS)技術。還可以使用基于競爭的各種其他方案。
在一個示例性實施例中，用于競爭的CSMA/CA過程，例如，在802.11中進行了定義的過程，可以進行如下修改。不需要即刻的ACK。當搶占到信道時，一個STA可以發送包括多個PDU(即，LLC-PDU)在內的MAC協議數據單元(MAC-PDU)。BCH中可以指明STA在A-TCH中所占用的最大持續時間。當希望經過確認的傳輸時，可以根據所需的應用延遲，協商窗口大小和最大確認延遲。
在該例中，F-TCH 530是TDD MAC幀間隔的一部分，用于從AP到STA的傳輸。在A-TCH 2010中，可以執行STA之間的使用競爭技術的點到點通信。在R-TCH 540中，可以執行STA之間的調度的點到點通信。這三個段中的任何一個都可以設為空。
圖21給出了一個示例性的物理層突發2100，也被稱為“PHY突發”。PHY突發2100可用于調度的點-點連接，例如在R-TCH 540期間，或在諸如A-TCH 2010之類的自組織連接期間，上面已經結合圖20對此進行了詳細描述。PHY突發2100包括非導向MIMO導頻2110、對等公共控制信道(PCCH)2120和一個或多個數據符號2130。非導向MIMO導頻2110可以在一個或多個站處接收到，并且，可由接收站用作參考來估計發送站和接收站之間的相應信道。這種示例性的PCCH包括下列字段(a)目的方MAC-ID；(b)對于下一TDD MAC幀間隔的預期傳輸持續時間的分配請求；(c)傳輸速率指示符，用于指示當前數據分組的傳輸格式；(d)控制信道(即，CCH)子信道，用于接收來自AP的任何分配；以及(e)CRC。PCCH 2120以及非導向MIMO導頻2110是公共段，故可由各種監聽站(包括接入點)接收到。可以在PCCH中插入分配請求，以便于在未來的TDD MAC幀間隔中實現受管理的點-點連接。這樣的PHY突發可以包括在自組織連接中，并且，仍可以請求在未來TDD MAC幀間隔中的調度的點到點連接。在該示例性實施例中，非導向MIMO導頻是8個OFDM符號(在下面詳細說明的替換的實施例中，較少的符號就足以實現信道估計)，而PCCH是兩個OFDM符號。在公共段(包括非導向MIMO導頻2110和PCCH2120)之后，使用由點-點連接中的各STA確定的空間復用和/或較高調制格式，發送一個或多個數據符號2130。傳輸的該部分根據傳輸的數據部分中嵌入的速率控制信息進行編碼。因此，PHY突發2100的一部分可由多個周邊站接收，而實際的數據經過了特別修整，以便于高效傳輸到一個或多個特定的點-點連接的站或AP。數據2130可以如同接入點所分配的那樣進行發送或者，根據自組織連接而進行發送(即，基于CSMA/CA競爭的過程)。
PHY突發的一個示例性實施例包括一個前導碼，該前導碼由非導向MIMO參考的8個OFDM符號構成。對等公共控制信道(PCCH)MAC-PDU報頭被包括在后續的2個OFDM符號內，使用了STTD模式，用R＝1/2BPSK進行了編碼。MAC-ID是12個比特。還包括一個8比特的分配請求，以便于由AP在下一TDD MAC幀間隔中的預期持續時間內接收(因此，最大請求是256個短OFDM符號)。TX速率是16個比特，用于指示當前分組中使用的速率。FCCH子信道偏好是兩個比特，對應于最多四個子信道之間的偏好，基于此，AP做出任何適用的分配。CRC是10個比特。任何數量的其他字段和/或字段大小可以包括在替換的PHY突發實施例中。
在該例中，剩余的MAC-PDU傳輸使用由點-點連接中的各STA確定的空間復用和更高的調制。該傳輸的這部分是根據傳輸的數據部分中嵌入的速率控制信息進行編碼的。
圖22給出了點-點數據傳輸的示例性方法2200。在框2210中，流程開始，其中，一個站發送非導向MIMO導頻。在框2220中，該站發送可共同解碼的信息。例如，非導向MIMO導頻2110和PCCH2120作為在受管理連接中請求分配的機制的一個例子，AP或其他調度站需要能夠對包括該請求的信號部分進行解碼。本領域技術人員將能認識到，還有無數的替換的請求機制，用于在共享信道上對點-點連接進行調度。在框2230中，根據協商好的傳輸格式，數據從一個站傳送到另一個站。在該例中，導向數據是用根據非導向MIMO導頻2110的測量結果所確定的速率和參數而發送的。本領域技術人員將能認識到，還有多種替換的手段可用來發送為具體的點-點信道而特別修整的數據。
圖23示出了點到點通信的一種示例性方法2300。該示例性方法2300給出了多個方面，這些方面的一部分可用于任何特定實施例中。在判定框2310中，流程開始。在判定框2310中，如果有數據要進行STA-STA傳輸，則進入判定框2320。如果沒有，則進入框2370，執行任何其他類型的通信，包括其他接入類型(如果有的話)。進入框2360，流程可以返回判定框2310而進行重復，或者，流程可以結束。
在判定框2320中，如果有STA-STA數據要傳輸，則判斷該點-點連接是調度的還是自組織的。如果該傳輸是調度的，則進入框2320，并請求分配以贏得一個TXOP。應當注意的是，可以如上所述在TDDMAC幀間隔的隨機接入部分中發出分配請求，或者，其可以被包括在自組織傳輸中。一旦做出分配，就可以在框2350中發送一個STA-STA物理突發。在一個示例性實施例中，方法2200可用于一類STA-STA PHY突發。
在判定框2320中，如果不希望調度的點-點連接，則進入框2340中，以便于競爭接入權。例如，可以使用TDD MAC幀間隔2000的A-TCH 2010段。當通過競爭成功贏得接入權之后，進入框2350，并發送一個STA-STA PHY突發，如上所述。
從框2350進入判定框2360，其中，流程可以重復執行，如上所述，或者，可以停止。
圖24示出了提供速率反饋的一種示例性方法2400，用于點-點連接。該圖示出了各種傳輸和可由兩個站STA 1和STA 2執行的其他步驟。STA 1向STA 2發送一個非導向導頻2410。STA 2在接收非導向導頻2410的同時，測量信道2420。在一個示例性實施例中，STA 2確定所測量信道上的傳輸的可支持速率。將該速率確定結果作為速率反饋2430發送到STA 1。在各種替換的實施例中，可以傳遞其他參數，以便于在STA 1中做出速率反饋判定。在2440中，STA 1收到經過調度的分配，或者競爭傳輸機會，例如在A-TCH內。一旦贏得了傳輸機會，在2450中，STA 1就以根據速率反饋2430所確定的速率和調制格式，向STA 2發送數據。
可以將圖24所示的方法推廣應用到各種實施例中，對于本領域技術人員來說這是顯而易見的。下面將進一步詳細描述集成了點-點速率反饋以及其他方面的一些例子。
圖25中的方法2500示出了在兩個站STA 1和STA 2以及接入點(AP)之間的受管理的點-點連接。在2505中，STA 1發送非導向導頻，以及分配請求。也可以根據較早的分配和先前的速率反饋來發送數據，下面將對此進行說明。此外，根據來自先前受管理點-點連接或來自由STA 1或STA 2發起的自組織通信的速率反饋，可以發送任何這樣的數據。STA 2和接入點都會收到非導向導頻和傳輸請求(可以被該區域內的各種其他站接收到)。
接入點收到傳輸請求，并根據多種調度算法中的一種，確定何時以及是否做出用于點到點通信的分配。STA 2測量信道，同時在2505中，非導向導頻被發送出去，并且STA 2可以確定與STA 1進行點到點通信的可支持速率。可選地，STA 2也可以根據前一次傳輸，接收來自STA 1的反饋和/或數據。
在該例中，接入點已經確定將會針對所請求的傳輸進行分配。在2515中，一個分配被從接入點傳輸到STA 1。在該例中，對R-TCH 540的分配是在控制信道(如上述的CCH 520)內傳輸的。同樣，在2520中，針對STA 2，做出R-TCH上的分配。在2525中，STA 1接收到來自接入點的分配。在2530中，STA 2接收到來自接入點的分配。
在2535中，根據分配2520，STA 2發送速率反饋。可選地，可以包括如上所述的用于調度的傳輸的請求，以及任何根據前一請求要發送的數據。如上所述，發送的速率反饋是根據信道測量2510而選擇的。2535的PHY突發也可以包括非導向導頻。在2540中，STA 1測量來自STA 2的信道，接收反饋，并且還可以接收可選數據。
在2545中，按照分配2515，STA 1根據收到的速率反饋信息發送數據。此外，對于未來的分配，可以做出請求，以及根據2540中的信道測量結果，提供速率反饋。數據是根據點-點通信的具體信道測量結果而發送的。在2550中，STA 2接收數據，以及，任何可選地發送的速率控制。STA 2也可以測量信道，以便于為未來傳輸提供速率反饋。
應當注意的是，傳輸2535和2545都可被接入點接收到，至少是非導向部分可被接收到，如上所述。因此，對于包含的任何請求，接入點可以給出用于未來傳輸的附加分配，分別由發往STA 1和STA 2的分配2555和2560表示。在2565和2570中，STA 1和STA 2接收各自的分配。然后，該流程無限地重復執行，其中，接入點管理共享媒體上的接入，STA 1和STA 2按照點-點信道上可支持的所選擇速率和調制格式，直接相互發送點-點通信。請注意，在替換的實施例中，也可以執行自組織點-點通信，同時還執行如圖25所示的受管理的點-點通信。
圖26示出了基于競爭的(或，自組織的)點-點連接。STA 1和STA2相互進行通信。其他的STA也可以處于接收范圍內，且可以接入共享信道。在2610中，有數據要發送給STA 2的STA 1監視共享信道，并競爭接入權。一旦贏得了傳輸機會，就將點-點PHY突發2615發送給STA 2，PHY突發2615也可能被其他STA接收到。在2620中，監視共享信道的其他STA可能接收到來自STA 1的傳輸，故知道避免接入該信道。例如，上面描述的PCCH可以包括在傳輸2615中。在2630中，STA 2根據PHY突發2615導頻來測量信道，并競爭共享信道上的返程接入。STA 2也可以根據需要發送數據。注意，競爭時間可以變化。例如，在傳統802.11系統中，在SIFS之后，可以返回一個ACK。由于SIFS優先級最高，所以STA2可以在不丟失信道的情況下做出響應。不同的實施例可以允許較低的延遲，并且可以為返回數據提供高優先級。
在2635中，STA 2向STA 1發送速率反饋以及可選的數據。在2640中，STA 1接收速率反饋，再一次競爭對共享信道的接入權，并在2645中，根據收到的速率反饋，向STA 2發送信號。在2640中，STA 1還可以測量信道，以便于向STA 2提供用于未來傳輸的速率反饋，并且可以接收到由STA 2發送出的任何可選數據。在2650中，STA 2根據所測量的信道狀況確定的速率和調制格式，接收數據傳輸2645。STA 2也可以接收速率反饋，以用于向STA 1返回一個傳輸。STA 2也可以測量信道，以提供未來的速率反饋。因此，回到2635中，讓STA 2返回速率反饋以及數據，該流程可以重復執行。
因此，兩個站可以通過競爭接入權而雙向地執行自組織通信。通過使用速率反饋和特別修整發往接收站的傳輸，使點-點連接本身很高效。當使用PHY突發的公共可接收部分(如PCCH)時，那么，如2620所示，其他STA可以訪問該信息，并避免在PCCH中顯示的已知占用時間內在信道上造成干擾。如圖25所示，在圖26所示的步驟前，受管理的或自組織的點-點通信可以發起數據傳輸，并且，可用于隨后繼續進行點-點通信。因此，可以使用調度的和自組織的點-點通信的任何組合。
圖27給出了一個示例性的TDD MAC幀間隔2700，用于說明站之間的受管理點-點通信。在該例中，F-TCH和A-TCH持續時間都被設為0。信標/BCH 510和CCH 520與以前一樣發送。信標/BCH 560表示下一幀的開始。CCH 520指明用于點-點通信的分配。根據這些分配，在已分配的突發2710期間，STA 1向STA 2發送信號。請注意，在相同的TDD MAC幀間隔內，STA 2分配得到段2730，用于對STA 1做出響應。任一特定的點-點PHY層突發中可以包括上述的各種成分，如速率反饋、請求、導向和/或非導向導頻、導向和/或非導向數據。在分配2720中，STA 3向STA 4發送信號。在分配2740中，STA 4以相似的方式，向STA 3發送信號。R-TCH中可以包括各種其他反向鏈路傳輸，包括非點-點連接。下面進一步詳細給出說明這些和其他方面的附加示例性實施例。
請注意，在圖27中，根據需要，可以對段之間的保護間隔進行調度。關于點-點通信的一個重要問題在于，通常情況下，兩個STA之間的路徑延遲是未知的。對此，一種處理方法是，讓每個STA保持其發送時間固定，從而使它們與AP的時鐘相同步地到達AP。在這種情況下，AP可以在每個點到點分配的兩端提供保護時間，以補償兩個通信中的STA之間的未知路徑延遲。在很多情況下，循環前綴將是足夠的，而不必在STA接收機處進行調整。然后，STA必須確定它們各自的時間偏移，以便于知道何時接收其他STA的傳輸。STA接收機可能需要維持兩個接收時鐘一個用于AP幀時序，另一個用于點-點連接。
正如上面的各種實施例所描述的那樣，接收機可以在其分配內得到確認和信道反饋，并反饋到發射機。即便總的業務流是單向的，接收機也可以發送參考和請求以獲得分配。AP調度器確保為反饋提供足夠的資源。
與傳統的站和接入點的互操作性就如同這里詳細說明的那樣，所描述的各種實施例提供了相對于傳統系統的改進。但是，由于傳統系統業已廣泛存在，一個系統最好能夠與現有的傳統系統和/或傳統用戶終端保持后向兼容。這里使用的術語“新型”用來與傳統的系統相區別。新類型的系統可以集成有這里詳細描述的一個或多個方面或特征。一個示例性的新型系統是下面結合圖35-52描述MIMO OFDM系統。此外，下面詳細描述的用于使新型系統與傳統系統互操作的方面也適用于其他尚待開發的系統，而不管該系統中是否包括這里詳細描述的任何特定改進。
在一個示例性的實施例中，通過使用不同的頻率分配(FA)，可以與其他系統保持后向兼容，從而使一個新型系統在與傳統用戶不同的FA上工作。因此，新型系統可以搜索在其上工作的可用FA。動態頻率選擇(DFS)算法可以被實現在該新型WLAN中以實現這一功能。最好采用多載波的AP。
試圖接入WLAN的傳統STA可以采用兩種掃描方法主動掃描和被動掃描。在被動掃描的情況下，通過掃描工作頻帶，STA得到其附近的可行基本服務集合(BSS)的列表。在主動掃描的情況下，STA發送一個查詢，以請求來自BSS中其他STA的響應。
傳統標準并不涉及STA如何確定加入哪個BSS，但是，一旦做出一個決定，就可以嘗試進行關聯。如果不成功，STA將通過其BSS列表而移動，直到成功為止。當一個傳統STA無法理解所發送的信標信息時，該STA不會試圖與一個新型WLAN相關聯。但是，作為一種在單個FA上維持單個WLAN類型的方法，一個新型的AP(以及UT)可以忽略來自傳統STA的請求。
一種替換的技術是，讓新型AP或新型STA使用有效的傳統(即，802.11)消息傳送技術，拒絕任何傳統STA的請求。如果一個傳統系統支持這種消息傳送技術，則可以為該傳統STA提供重定向消息。
與在不同FA上工作相關聯的一個明顯弊端是，支持兩種類型的STA需要附加的頻譜。一個好處是，便于管理不同的WLAN，保留了如QoS等功能。但是，就如同本申請中詳細描述的那樣，對于如這里詳細描述的MIMO系統實施例的新型系統所支持的高數據速率，傳統的CSMA MAC協議(如，傳統802.11標準中詳細描述的那些協議)通常不夠高效。因此，最好采用后向兼容的工作模式，以使新型MAC與傳統的MAC在相同的FA上共存。下面描述幾個示例性的實施例，其中，傳統和新型系統可以共享相同的FA。
圖28示出了方法2800，用于在相同的頻率分配上支持傳統和新型站二者。在該例中，為便于說明，假設BSS孤立地工作(即，多個重疊的BSS之間沒有協調)。流程開始于框2810中，使用傳統的信令來確立一個無競爭周期。
下面是用于傳統802.11系統的幾個說明性示例，其中，新型WLANAP可以使用傳統802.11標準中內置的鉤子來預留由新型站專用的時間。除此之外，對于各種類型的傳統系統，可以使用任何數量的其他信令技術來確立一個無競爭周期。
一種技術是在PCF/HCF模式下確立無競爭周期(CFP)。AP可以確立一個信標間隔，并在該信標間隔內通告一個無競爭周期，其中，它可以在輪詢模式下為新型和傳統STA提供服務。這使得所有傳統STA將其網絡分配向量(NAV)設置成所通告的CFP的持續時間，網絡分配向量是用來跟蹤CFP的計數器。所以，在CFP內，收到該信標的傳統STA不得使用信道，除非被AP輪詢。
另一種技術是通過RTS/CTS和持續時間/ID字段，確立CFP以及設置NAV。在這種情況下，該新型AP可以發出一個具有預留地址(RA)的特定RTS，該RTS向所有新型STA表明該AP正在預留該信道。傳統的STA將該RA字段解析為指向一特定STA，并且不做出響應。新型的STA用一個特定CTS做出響應，從而，在CTS/RTS消息對中的持續時間/ID字段中給出的時間段內清除BSS。在這點，新型站可以在預訂持續時間內自由地使用信道，而沒有沖突。
在框2820中，已經接收到用于確立無競爭周期的信號的傳統類型的STA等待，直到被輪詢或無競爭周期結束為止。這樣，接入點成功分配了共享媒體，以供新型MAC協議使用。在框2830中，新STA可以根據該協議而接入。這里詳細說明的方面的任何集合或子集都可以用于這樣一種新型MAC協議中。例如，可以采用調度的前向和反向鏈路傳輸，以及，受管理的點-點傳輸、自組織的或基于競爭的通信(包括點-點)，或者，上述傳輸的任意組合。在框2840中，使用多種信號類型中的任何一種，結束新型接入周期，信號類型可以根據所采用的傳統系統而改變。在該示例性實施例中，發送一個無競爭周期結束信號。在一個替換的實施例中，在無競爭周期中，也可以輪詢傳統STA。這樣的接入可以在新型接入之后，或者，可以穿插在其中。
在框2850中，如果為傳統系統規定了一個競爭周期，則所有STA可以競爭接入權。這樣，在無競爭周期內不能進行通信的傳統系統就可以發出請求和/或試圖發送信號。在判定框2860中，該流程可以通過返回到框2810而得以繼續，或者，也可以停止。
圖29示出了傳統和新型媒體接入控制的組合。在新型協議2930上給出了傳統MAC協議2910，當這二者組合起來時，就形成了一個MAC協議，如組合后的MAC協議2950。在該例中，出于說明目的，使用了802.11傳統信令。本領域技術人員將會認識到，這里公開的技術也適用于多種傳統系統中的任何一種和任何一種新型MAC協議，包括這里公開的功能的組合。
傳統的MAC協議2910包括信標2902，其標識信標間隔。傳統的信標間隔包括無競爭周期2904，后面跟著的是競爭周期2906。各種無競爭輪詢幀2908A-N可以在無競爭周期2904內產生。無競爭周期2904是借助于無競爭周期結束2910而終止的。在802.11示例性實施例中，每個信標2902在目標信標發送時間(TBTT)時被發送出去。新型MAC協議2930包括MAC幀2932A-N。
合并后的信標間隔2950說明了傳統和新型MAC協議在無競爭周期2904內的互操作性。其中包括新型TDD MAC幀間隔2932，后面跟著的是傳統輪詢CF輪詢2908A-N。無競爭周期結束于CFP結束2910，后面跟著的是競爭周期2906。新型TDD MAC幀間隔2932可以是任何類型，可選地包括這里詳細描述的各個方面。在一個示例性實施例中，新型TDD MAC幀間隔2932包括各種段，如上面結合圖20所描述的那些段。因此，在該例中，新型TDD MAC幀間隔包括導頻510、控制信道520、前向傳輸信道530、自組織點-點部分(A-TCH)2010、反向鏈路傳輸信道540和隨機接入信道550。
請注意，在CFP 2904內，傳統STA不應當干擾任何新型WLAN傳輸。AP可以在CFP內輪詢任何傳統STA，從而在該段中允許進行混合模式操作。此外，AP可以預留整個CFP 2904以供新型使用，并在信標間隔結束時將所有傳統業務推向競爭周期(CP)2906。
該示例性802.11傳統標準需要CP 2906長得足以支持兩個傳統終端之間的交換。所以，可以采用信標，但這會導致系統中的時間抖動(time jitter)。如果需要的話，為了降低抖動，可以縮短CFP間隔，從而保持固定的信標間隔。可以設置用于確立CFP和CP的計時器，以使得CFP(即，大約1.024秒)比CP(即，小于10毫秒)長。但是，如果AP在CFP期間輪詢傳統終端，則它們的傳輸的持續時間可能是未知的，并可能導致額外的時間抖動。因此，當將傳統STA容納在相同的FA上時，必須注意保持新型STA的QoS。傳統的802.11標準同步到1.024毫秒的時間單元(TU)。在該例中，采用2TU或2.048毫秒的MAC幀持續時間，新型MAC可被設計成與傳統系統同步。
在有些實施例中，最好確保使新型MAC幀同步。也就是說，系統的MAC幀時鐘可以連續，并且，當發送時，該MAC幀邊界開始于2.048毫秒幀間隔的整數倍。這樣，易于保持STA的睡眠模式。
新型傳輸不需要與傳統傳輸兼容。報頭、前導碼等都可以是對于新型系統特有的，它們的示例貫穿本申請中進行了詳細描述。傳統STA會試圖將其解調，但將無法正確進行解碼。睡眠模式下的傳統STA通常不會受到影響。
圖30示出了獲得傳輸機會的方法3000。方法3000可以用作如上所述的方法2800的一個示例性實施例中的框2830。該流程開始于判定框3010，其中，接入可以是調度的，或者是非調度型的。本領域技術人員將會認識到，雖然該例示出了兩種類型的接入，但在任何特定實施例中，可以支持這兩種接入類型中之一或二者。在判定框3010中，如果期望非調度型的接入，則進入框3040，從而競爭接入權。可以使用任何數量的基于競爭的接入技術。一旦獲得了傳輸機會(TXOP)，則在框3050中根據該傳輸機會進行發送。然后，流程可以結束。
在框3010中，如果期望調度的接入，則進入框3020，以請求接入。該接入請求可以在自組織競爭期間在隨機接入信道上做出，或者，使用這里公開的任何其他技術。在框3030中，當準予該接入請求后，將會收到一個分配。進入框3050中，根據收到的分配，發送TXOP。
在有些情況下，最好使用重疊的傳統BSS，在相同的頻率分配中，在新型AP及其相關聯的BSS之間實現互操作。傳統BSS可以工作在DCF或PCF/HCF模式下，所以，新型BSS和傳統BSS之間的同步可能不是總能達到。
如果傳統BSS工作在PCF或HCF模式下，則新型AP會試圖同步到TBTT。如果這是可能的，則新型AP可以使用各種機制在競爭周期內占有信道，以便于工作在重疊的BSS區域內，上面已經對所述機制的示例做出了描述。如果傳統BSS工作在DCF下，則新型AP也會試圖占有信道，并通告一個CFP，以清除信道。
在有些場合下，傳統BSS中的一些或全部STA可能收不到新型AP傳輸。在這種情況下，這些傳統STA可能會干擾新型WLAN的操作。為了避免這種干擾，新型站可以默認基于CSMA操作，并依賴點-點傳輸(下面還將結合圖33-34對其進一步詳細描述)。
圖31示出了一種示例性的方法3100，以使多個BSS共享單個FA。在框3110中，傳統接入點發送一個信標。共享相同頻率分配的新型接入點可以同步到與該信標相關聯的TBTT(可選的)。在框3120中，如果傳統的無競爭周期是根據該信標而規定的，則執行它。一旦無競爭周期(如果有的話)結束，則所有STA就可以在規定的競爭周期內競爭接入權。在框3130中，新型接入點在競爭周期內競爭接入權。在框3140中，新型STA在新型接入點已經競爭到接入權的時間內可以接入共享媒體。在該新型接入期間的接入類型可以包括這里詳細描述任何一個方面。可以使用如上面詳細描述的多種技術，向傳統STA指示該接入點預留信道的時間量。在框3150中，一旦該周期結束，則傳統STA就可以競爭。在判定框3160中，該流程可以通過返回到框3110中而繼續，或者，可以結束。
圖32示出了使用單個FA的重疊BSS。傳統系統3210發送信標3205(圖中示出了3205A和3205B，用于說明傳統系統的TBTT和總信標間隔)。信標3205A標識出無競爭周期3210和競爭周期3215。在無競爭周期3210內，可以執行傳統的無競爭輪詢3220A-N，后面跟著的是無競爭周期的結束指示符3225。
新型WLAN 3240中的站監視信道，接收信標3205，并控制住自己不接入媒體，直到競爭接入權的機會來臨為止。在該例中，最早的機會在無競爭周期內。在PIFS 3230之后，新型接入點發送一個傳統信號3245，以向傳統站指示將占用信道的時間量。多種符號可用來執行該功能，它們的示例在上面已經進行了詳細描述。可以采用各種其他信號，這取決于期望與哪些傳統系統實現互操作。傳統信號3245的接收范圍內的傳統STA會避免接入信道，直到新型接入周期3250結束為止。周期3250包括一個或多個TDD MAC幀間隔3260(在該例中，為3260A-N)。TDD MAC幀間隔3260可以是任何類型，其示例包括這里詳細描述的一個或多個方面。
在一個示例性的實施例中，新型AP在定長的間隔內占有信道(即，每40毫秒內，新型AP占用信道20毫秒)。新型AP可以維持一個計時器，以確保它只在預期持續時間內占用信道，從而保證信道共享的公正性。在搶占信道的過程中，新型AP可以使用任何信令技術。例如，可以發送CTS/RTS或傳統信標，來通告新的CFP。
在新型間隔3250內，一個示例性的第一TDD MAC幀間隔可以如下定義首先，發送一個信標加F-CCH，該F-CCH指明要在當前MAC幀中輪詢的列表上的UT。在F-CCH后，廣播一段MIMO導頻，以使STA獲取MIMO信道和形成MIMO信道的準確度量結果。在一個示例性實施例中，每個天線用2個短OFDM符號，即可實現極好的性能。這意味著，初始MAC幀內的F-TCH大體上包括8個MIMO導頻符號。第一MAC幀的R-TCH部分可以被構造成使輪詢列表上的STA向AP發送非導向MIMO導頻和速率指示符(用于下行鏈路)，以及確認。在該例中，在該點，輪詢列表上的所有終端準備在下一TDD MAC幀間隔中工作在正常調度型方式下。此后，在AP的協調下，使用這里公開的任何一種技術，第一TDD MAC幀間隔之后的TDD MAC幀間隔可用于交換數據。
如上所述，在特定情況下(例如，當傳統BSS中的一些或全部STA收不到新型AP傳輸時)，新型站默認基于CSMA的操作，并依賴點-點傳輸。此時，上面描述的開/關循環可能不具有優勢，或者甚至是不可能的。在這些情況下，新型站可以默認點-點操作。
圖33給出了一種示例性方法3300，其使用這里公開的各種技術，執行高速點-點通信，同時與傳統BSS互操作。流程開始于框3310，其中，有數據要發給第二STA的第一STA競爭接入權。在框3320中，成功競爭到接入權后，該站使用傳統信號，如上面所述的那些信號，來清理媒體。在框3330中，第一STA向第二STA發送一個請求(與導頻一起)。第二STA能夠根據所發送的導頻，測量信道。第二STA將信道反饋發送到第一STA。因此，在框3340中，第一站收到具有信道反饋(例如，速率反饋)的響應。在框3350中，根據該反饋，第一STA向第二站發送導頻和導向數據。在框3360中，第二STA可以向第一STA發送確認，并且可以發送后續的速率反饋，以用于其他傳輸。用來清理媒體的傳統信號使得使用任何一種高速技術和相對于傳統系統的改進，如這里所公開的那些技術，來執行框3330到3360。在本發明的保護范圍內，一旦STA已經清理了媒體，就可以使用任何點-點MAC協議。如判定框3370所示，通過返回框3310，流程可以得以繼續，或者流程可以結束。
在一個示例性實施例中，采用點-點模式，搶占信道根據CSMA的傳統規則而工作。在該例中，沒有采用PCF和HCF，且不必有一個集中式的網絡架構。當一個新型STA希望與另一新型STA(或AP)進行通信時，該STA搶占信道。第一傳輸包括足夠的MIMO導頻，加上某一請求建立連接的消息。可以采用CTS和RTS來清理區域和預留時間。請求方STA消息必須包含STA BSS ID、STA MAC ID和目標STA MAC ID(如果知道的話)。響應應當包含響應方STA的BSSID。這樣，這些STA就能夠判斷它們是否需要執行發射導向向量的接收機校正(如果使用了導向的話)。請注意，在該例中使用發射導向并非必需，盡管如果STA都已使用協調BSS的指定AP而進行了校準，這樣做是有優勢的。
如圖33所示，響應可以包含MIMO導頻(如果采用的話，是導向的)再加上速率指示。一旦該交換發生，就可以在每個鏈路上進行導向()。但是，如果這些STA屬于不同的BSS，則發起該連接的STA之間的第一導向傳輸可以包含導向MIMO導頻信號，以使響應方STA的接收機能夠校正不同BSS之間的相位差值。
在該示例性實施例中，一旦發生了初始交換，就可以進行導向。這些交換應當遵循下行鏈路和上行鏈路傳輸之間的SIFS間隔。由于計算用于進行導向的特征向量中的潛在處理延遲，這可能需要STA使用最小均方誤差(MMSE)處理，而不是特征向量處理。一旦計算出導向向量，STA就可以開始在發射方使用特征向量，而接收方可以繼續采用MMSE處理，向著最佳空間匹配濾波器解而改變。兩個STA之間的周期性反饋有助于進行跟蹤和速率控制。可以遵循SIFS間隔，以便于讓STA保持對信道的控制權。
圖34示出了點-點通信，其使用MIMO技術，在傳統BSS上競爭接入(即，受管理的)。在該例中，發起站106A在信道上競爭接入權。當它成功地搶占到信道時，發送MIMO導頻3405，后面再跟著請求3410。該消息可以包含BSS ID、發起方STA的MAC ID和目標STA的MAC ID(如果是已知的話)。其他信令，如CTS和RTS，可用來進一步清理信道。響應方STA 106B發送導向導頻3420，后面跟著確認和速率反饋3425。導向導頻3420在請求3410后的SIFS 3415時發送。在該示例性實施例中，傳統接入點是802.11接入點，SIFS具有最高優先級，因此，響應站106B保持對信道的控制權。圖34詳細描述的各種傳輸可以相互距離SIFS而進行發送，從而保持對信道的控制權，直到點-點通信結束為止。
在一個示例性實施例中，可以確定信道占用的最大持續時間。在速率反饋3425之后的導向導頻3430和數據3435根據該速率反饋，被從發起站STA 106A發送到響應站STA 106B。在數據3435之后，響應方STA 106B發送導向導頻3440以及確認和速率控制3445。作為響應，發起站106A發送導向導頻3450，后面接著數據3455。
該流程可以無限地繼續下去，或者最多達到信道接入所允許的最大時間，這取決于部署周期。雖然在圖34中沒有顯示，但響應方STA也可以發送數據，并且，發起站也可以發送速率控制。這些數據段可以與圖34所示的那些段組合起來，以使效率最大化(即，SIFS不必插在這些傳輸之間)。
當兩個或多個BSS重疊時，最好采用能以協調方式共享信道的機制。下面給出幾種示例性的機制以及與其相關聯的示例性操作過程。這些機制可以結合起來使用。
第一種示例性的機制是動態頻率選擇(DFS)。在確立一個BSS之前，WLAN需要搜索該無線媒體來確定最佳的頻率分配(FA)，以便于確立BSS的操作。在搜索候選FA的過程中，AP也可以創建鄰居列表，以便于進行重定向和AP間切換。此外，WLAN可以將MAC幀時序與鄰居BSS進行同步(下面將進一步說明)。可以使用DFS來分配BSS，從而使BSS間同步需求最小化。
第二種示例性的機制是BSS間同步。在DFS過程中，AP可以獲取鄰居BSS的時序。通常，最好使所有BSS(在一個實施例中，在單個FA上，或者，在另一實施例中，跨過多個FA)同步，以便于進行BSS間切換。但是，采用這種機制，至少在相同FA上工作且彼此接近的那些BSS同步其MAC幀。此外，如果共信道BSS重疊(即，AP能夠彼此監聽到對方)，則新到達的AP可以將其存在情況告知原有的AP，并如下制定資源共享協議。
第三種示例性的機制是資源共享協議。在同一FA上重疊的BSS可以平等地共享信道。可以使MAC幀按照某預定方式在BSS之間交替，從而實現這一點。這樣，每個BSS中的業務就可以使用信道，而不會冒著被其他BSS干擾的風險。這樣的共享可以實現在兩個重疊的BSS之間。例如，在2個BSS重疊的情況下，一個AP使用偶數編號的MAC幀，而另一個AP使用奇數編號的MAC幀。在3個BSS重疊的情況下，共享可以用3為模來實現。替換的實施例可以采用任何類型的共享機制。BCH開銷消息中的控制字段可以指示是否可以進行資源共享以及共享周期的類型。在該例中，BSS中所有STA的時序調整到合適的共享周期。在該例中，在BSS重疊的情況下，延時將會增加。
第四種示例性的機制是STA輔助的再同步。可能會出現這種情況兩個BSS彼此聽不到對方，但重疊區域中的一個新STA可以聽到它們兩個。該STA能夠確定這兩個BSS的時序，并將此報告給它們。此外，該STA能夠確定時間偏移，并指示哪個AP應當改變其幀時序以及改變多少。該信息必須被傳播到與該AP相連接的所有BSS，它們都必須重新建立幀時序以實現同步。幀的再同步可以在BCH中進行通告。可以將該算法推廣應用于處理更多無意識的重疊BSS。
下面詳細描述可用于上述一種或多種機制的示例性過程。
AP可以在加電時或在其他指定時間實現同步。通過在所有FA中搜索附近系統，可以確定系統時序。為便于同步，一組正交碼可用于協助區分不同的AP。例如，AP在每個MAC幀內具有重復的已知信標。這些信標可以用Walsh序列(例如，長度為16)進行覆蓋。因此，諸如AP或STA之類的設備可以執行本地AP的導頻強度測量(PSM)，以確定重疊的BSS。下面將進一步詳細說明，與一個AP相關聯的活動STA可以發送回波，以協助同步。這些回波可以使用與AP覆蓋碼(cover)相對應的時序和覆蓋技術(covering)。因此，當BSS重疊、但這些BSS各自的AP無法檢測來自對方的信號時，STA回波可被鄰居AP接收到，從而提供其AP的有關信息以及鄰居AP可以同步的信號。請注意，在不同的FA上可以重用正交的覆蓋碼。
可以基于未檢測到的Walsh覆蓋碼的集合，確定性地完成Walsh覆蓋碼的選擇(即，選擇一個未在鄰居AP上檢測到的Walsh覆蓋碼)。如果所有的覆蓋碼都存在，則與最弱接收信號電平(RSL)相對應的碼可由新的AP重新使用。否則，在一個實施例中，可以選擇使AP的工作點最大化的碼(請參見自適應重用的結構化功率補償(powerbackoff)機制，下面還將對此進行詳細說明)。
在該例中，由各AP發送的幀計數器彼此交錯開來。所采用的交錯方式對應于Walsh覆蓋碼標號。因此，AP0使用Walsh碼0。當AP0幀計數器＝i時，APj使用Walsh覆蓋碼j，并且，其幀計數器等于0。
在加電時或在要執行同步的任何時間，AP監聽鄰居AP信標和/或STA回波。如果沒有檢測到鄰居系統，則AP確立它自己的時間基準。這可以是任意的，或者與GPS相關，或者是任何其他的本地時間基準。如果檢測到單個系統，則相應地確立本地時序。如果AP檢測到兩個或多個以不同時間線工作的系統，則AP可以與具有最強信號的系統進行同步。如果這些系統工作在相同的頻率分配(FA)上，則AP可以試圖與較弱的AP相關聯，從而告知它工作在獨立時鐘上的其他附近AP。該新AP試圖將同步兩個AP區所需的時間偏移告知較弱的AP。較弱區AP可以調整其時序。對于多個鄰居AP，這可以重復執行。用兩個或多個系統的同步時序，新的AP可以可以確立其時序。如果所有鄰居AP都不能同步到單個時序(不管是什么原因)，則該新AP可以同步到任何一個鄰居AP。
AP可以在加電時執行動態頻率選擇。如上所述，通常情況下，最好能通過DFS選擇使BSS重疊最小，從而使需要同步的BSS的數量以及與該同步相關聯的任何延遲或吞吐量降低最小化(即，相比必須與一個或多個鄰居BSS共享該媒體的BSS，在一個FA上能接入整個媒體的BSS更高效)。同步之后，新的AP可以選擇具有最小RSL的FA(即，當測量鄰居AP時，或在回波期間)。AP可以周期性地詢問STA，以便于進行AP導頻測量。同樣，AP可以對靜默周期進行調度，以評估AP處由來自其他區(即相鄰BSS)的STA所造成的干擾等級。如果該RSL等級過度，則AP可以在非調度周期內嘗試尋找另一個FA，和/或制定功率補償策略，如下所述。
如上所述，可以根據導頻覆蓋碼來組織AP。在該例中，每個AP可以使用長度為16的Walsh序列覆蓋碼。可以使用任意個不同長度的碼。導頻覆蓋碼用于在一個超幀周期內調制信標的信號。在該例中，超幀周期等于32毫秒(即，16個連續MAC幀信標)。然后，STA可以在超幀間隔內相干地積分，以確定與一個特定AP相關聯的導頻功率。如上所述，AP可以從未檢測到的多個可用Walsh碼中選擇其Walsh碼。如果檢測到所有碼(在相同的FA上)，則AP可以按照從最強到最弱的次序對它們進行排隊。AP可以重用與檢測到的最弱Walsh碼相對應的Walsh碼。
為便于識別鄰居AP，STA可用于發送回波，以標識它們相應的AP。因此，如上所述，未檢測到鄰居AP的一個AP可能會檢測到相應的STA回波，從而識別出該AP及其時序。每個AP可以在其信標中發送配置信息，并且，每個STA可以充當中繼器，以便于向任何接收的鄰居AP重發AP配置信息以及時序。
在收到來自AP的命令時，活動STA需要發送一個預定的模式，以使工作在相同FA上的附近AP檢測該鄰居系統的存在性。一種簡單的方法是，在MAC幀中定義一個觀測間隔(例如，在FCH和RCH段之間)，其不被AP用于任何業務。觀測間隔的持續時間可以定義成足夠長，以處理與該AP相關聯的STA和與鄰居AP相關聯的STA之間的最大不同傳播延遲(例如，160個碼片，或者，2個OFDM符號)。例如，與使用Walsh覆蓋碼j的AP相關聯的STA可以在其MAC幀計數器＝0時發送回波。該回波上被編碼有使鄰居AP檢測存在性和與相鄰AP區中的STA高效地共存所必需的信息。
可以采用自適應重用的結構化功率補償。當系統擁擠到每個FA必須在另一AP附近被重用時，最好能施加一種結構化的功率補償機制，以使兩個區中的終端都以最大效率工作。當檢測到擁塞時，可使用功率控制來提高系統的效率。也就是說，不是任何時候都以全功率進行發送，AP可以使用與它們的MAC幀計數器同步的一種結構化的功率補償機制。
例如，假設兩個AP工作在相同的FA上。一旦這些AP檢測到該狀況，它們就會制定已知的功率補償策略。例如，兩個AP使用一種補償方案，其使得在MAC幀0上為全功率Ptot，在MAC幀1上為Ptot(15/16)，……，在MAC幀15上為Ptot/16。由于AP是同步的并且它們的幀計數器交錯，所以，沒有AP區同時使用全功率。該目標是選擇使各個AP區中的STAs以最高可能吞吐量而工作的補償模式。
一個特定AP所用的補償模式可以是檢測到的干擾度的函數。在該例中，一個特定的AP可以使用最多16個已知的補償模式。AP可以在BCH中和在由AP相關聯的STA發送的回波中，傳遞所用的補償模式。
Walton等做出的、題目為“Method and apparatus for controllingtransmissions of a communications systems”的美國專利6,493,331中詳細描述了一種示例性的補償方案，該專利已轉讓給本發明的受讓人。
圖53示出了能夠與傳統系統進行互操作的技術的另一示例性實施例。圖中示出了一個示例性的MAC幀1500，上面已經結合圖15對其做了詳細說明。還引入了一種時隙化模式，其中定義了時隙間隔5310。時隙間隔5310包括MIMO導頻間隔5315和時隙間隙5320。如圖所示，插入了導頻5315，以預留該信道，使其免受根據諸如EDCA之類的規則工作的其他站(包括AP)的影響。改進的MAC幀5330基本上包括MAC幀1500，其中插入了導頻5315，以便于保持對媒體的控制。圖53只是說明性的，對于本領域技術人員來說這是顯而易見的。時隙化模式可以與任何類型的MAC幀結合起來，這里詳細描述其各種示例。
在該例中，為便于說明，假設傳統的802.11系統使用的MAC幀是1.204毫秒的整數倍。MAC幀可以被設為2.048毫秒，以便于同步。在目標信標發送時間(TBTT)，通告CFP持續時間，以使STA設置其NAV。在CFP期間，BSS中的STA不應當發送信號，除非被輪詢。可選地，如前所述，AP也可以發送RTS，并讓STA回送一個相同的CTS，以進一步清理BSS。該CTS可以是來自所有STA的同步傳輸。在該例中，通過確保MAC幀總是開始于2.048毫秒邊界，可以消除抖動。這樣，即便在TBTT縮短的情況下，也在相鄰/重疊BSS之間維持時間同步。上面描述的各種其他技術可以與下面描述的技術結合起來。一旦為修改后的MAC幀5330預留了媒體，就可以使用任何可用技術，采用時隙化模式來保持對媒體的占有權，以防止傳統STA干擾調度的傳輸，從而潛在地降低了新型系統的吞吐量增加(即，使用圖15或圖53所示方案，或者這里詳細描述的其他方案)。
在該例中，新型AP遵循CSMA規則來搶占信道。但是，在此之前，它應當要么收聽信標、或者其他STA，試圖確定是否存在另一BSS。但是，為了實現公平的資源共享，不需要同步。
一旦檢測到鄰居BSS，該新型AP就可以通過發送其信標來搶占信道。為了阻止(lock out)其他用戶，該新型AP發送具有某一頻率的導頻，從而防止其他STA使用該信道(即，沒有空閑周期長于PIFS＝25微秒)。
該新型AP可以設置一個能使其在確定公平的固定持續時間內占用該信道的計時器。這樣可以大致與傳統AP的信標周期同步，或者異步(即，每200毫秒內100毫秒)。
該新型AP可以在它所允許的間隔內的任何點搶占信道，這可由傳統BSS用戶延遲。如果沒有業務要服務的話，該新型AP可以在其時間屆滿之前放棄信道。當該新型AP占有信道時，它將其使用限制為一個公正的時間段。此外，該新型AP確立的時序可以與傳統的MAC幀時序一致。也就是說，新型信標出現在新型AP時鐘的2.048毫秒邊界上。這樣，新型STA可以通過觀察這些特定間隔，判斷HTAP是否已經占有信道，從而保持同步。
該新型AP可以在信標中通告其幀參數。幀參數的一部分可以包括導頻間隔間距，用于表示該MAC幀內導頻傳輸的頻率。請注意，該新型AP可以調度STA，以使其傳輸與周期性突發導頻重疊。在這種情況下，分配段重疊的STA知道這一點，并在該周期內忽略導頻。其他STA不知道這一點，因此使用一個門限監測器，來確認導頻是否在規定間隔內發送的。
可能會出現這種情況STA在原本要由AP進行發送的時刻發送了導頻信號，或者，AP在該間隔內發送導向導頻到STA。為了防止其他STA使用該導頻而惡化其信道估計，AP導頻可以使用與公共導頻Walsh覆蓋碼相正交的Walsh覆蓋碼。可以采用用于分配Walsh覆蓋碼的結構。例如，當STA和AP使用不同的Walsh覆蓋碼時，Walsh空間可以包括2N個覆蓋碼，其中的N個覆蓋碼是為AP預留的，而其他的覆蓋碼是為與一個特定AP相關聯的STA預留的，這些STA使用的覆蓋碼以已知方式與相應AP的Walsh覆蓋碼關聯。
當該新型AP向一個STA發送分配信息時，它期望該STA在規定間隔內向它發送。該STA可能未接收到該分配信息，在這種情況下，信道可能未被使用的間隔長于PIFS。為了防止出現這種情況，AP可以在t＜SIFS內檢測信道，并判斷它是否被占用。如果未被占用，則AP可以通過發送相應定相的導頻，立即搶占信道。
可以將新型信道分配段時隙化成SIFS的間隔(16微秒)。這樣，信道占用就可以得到保障，從而在新型專用周期內拒絕傳統用戶。
必須把RCH設計成支持互操作，這是因為，RCH的持續時間可能超過16微秒。如果在一個特定實施例中不能很容易地提供該RCH，那么，當新型MAC不具有信道控制權時(即，在傳統模式下共存)，可以將該RCH分配成工作在傳統模式下。通過允許STA在導頻傳輸后的任何時間(即，等待4微秒，并發送8微秒)發送接入請求，可以容納F-RCH，如圖53所示。
示例性實施例增強性802.11MIMO WLAN下面詳細描述的示例性實施例說明上述各個方面以及其他方面。在該例中，示出了使用MIMO的增強性802.11WLAN。將詳細描述各種MAC增強，以及，用在MAC層和物理層上的對應數據和消息傳遞結構。本領域技術人員將會認識到，僅僅公開了WLAN功能的一個說明性的子集，并且，他們可以使這里的啟示適用于802.11傳統系統的互操作性，以及與各種其他系統的互操作性。
下面詳細描述的示例性實施例的功能在于與傳統的802.11a、802.11g STA的互操作性，以及與802.11e草案和預期的最終標準的互操作性。該示例性的實施例包括MIMO OFDM AP，如此命名是為了與傳統AP相區分。下面還將詳細說明，由于后向兼容性，傳統STA能夠與MIMO OFDM AP相關聯。但是，如果需要的話，MIMO OFDMAP可以明確地拒絕來自傳統STA的關聯請求。DFS過程可以把被拒絕的STA定向到另一支持傳統操作的AP(可以是傳統AP或另一MIMO OFDM AP)。
MIMO OFDM STA能夠與802.11a或802.11g BSS或其中沒有AP的獨立BSS(IBSS)相關聯。因此，對于該操作，這樣的一個STA將實現802.11a、802.11g以及802.11e預期最終草案的所有必備功能。
在BSS或IBSS內，當傳統的和MIMO OFDM STA共享相同的RF信道時，支持各種功能。所建議的MIMO OFDM PHY頻譜屏蔽(spectral mask)與現有802.11a、802.11g的頻譜屏蔽兼容，從而，不會向傳統STA引入附加的相鄰信道干擾。PLCP報頭(下面詳細說明)中的擴展的信號字段與傳統802.11的信號字段后向兼容。傳統的信號字段中未用的速率值被設置成定義新的PPDU類型(下面將詳細說明)。自適應協調功能(ACF)(下面將詳細說明)能夠在傳統的和MIMOOFDM STA之間實現媒體的任意共享。802.11e EDCA、802.11e CAP和SCAP的周期可以被任意穿插到任何信標間隔中，這由AP調度器確定。
如上所述，需要用高性能MAC有效地平衡MIMO WLAN物理層支持的高數據速率。下面詳細描述該示例性MAC實施例的各種屬性。下面是一些示例性的屬性PHY速率和傳輸模式的自適應高效地利用了MIMO信道的容量。
PHY的低延時服務提供了低的端到端延遲，以解決高吞吐量(例如，多媒體)應用的需求。在低負載時采用基于競爭的MAC技術，或者在重負載系統時使用集中式或分布式調度，可以實現低延時操作。低延時具有很多好處。例如，低延時可以實現快速自適應，從而使物理層數據速率最大化。低延時能夠用小緩沖器實現便宜的MAC，而不必遲延ARQ。對于多媒體和高吞吐量應用，低延時還使端到端延遲最小化。
另一屬性是高MAC效率和低競爭開銷。在基于競爭的MAC中，數據速率高時，有用傳輸占用的時間縮短，而該時間的增長部分浪費在開銷、沖突和空閑周期中。通過調度，以及通過將多個高層分組(例如，IP數據報)聚合到單個MAC幀中，可以降低在媒體上浪費的時間。也可以形成聚合幀，從而使前導碼和訓練開銷最小化。
PHY支持的高數據速率可以實現簡化的QoS處理。
下面詳細說明的示例性MAC增強能夠以與802.11g和802.11a保持后向兼容的方式，解決上述性能問題。此外，對如上所述的草案標準802.11e中包含的功能的支持和改進包括以下功能，如TXOP和直接鏈路協議(DLP)，以及，可選的塊確認機制。
在對下面的示例性實施例的描述中，對于上面介紹的一些概念，使用新的術語。新術語的映射如表1所示表1.術語映射表


靈活的幀聚合在該例中，靈活的幀聚合易于實現。圖35示出了在一個聚合幀中封裝一個或多個MAC幀(或分片)。幀聚合可以把一個或多個MAC幀(或分片)3510封裝在一個聚合幀3520內，其中可以加入報頭壓縮，下面將對此進行詳細說明。聚合MAC幀3520形成PSDU 3530，可作為一個PPDU發送出去。聚合幀3520可以包含類型為數據、管理或控制的封裝后的幀(或分片)3510。當需要隱私時，可以對幀有效載荷進行加密。加密幀的MAC幀報頭是“處于明文狀態下(in the clear)”傳輸的。
如上所述的這種MAC層幀聚合可以在沒有IFS或BIFS(突發幀間間隔，下面將進一步詳細說明)的情況下，將幀傳輸到相同的接收方STA。在某些應用中，期望使AP在沒有IFS的情況下將多個幀或聚合幀發送到多個接收方STA。通過使用下面描述的SCHED幀可以實現這一點。SCHED幀定義多個TXOP的開始時間。當AP向多個接收方STA進行背靠背(back-to-back)傳輸時，可以不用前導碼和IFS。這被稱為PPDU聚合，以區別于MAC層的幀聚合。
一個示例性的聚合MAC幀傳輸(即PPDU)開始處是前導碼，然后是MIMO OFDM PLCP報頭(包括信號字段，該信號字段可包括兩個字段信號1和信號2)，再后面是MIMO OFDM訓練符號(如果有的話)。下面結合圖49-52進一步詳細說明示例性的PPDU格式。聚合MAC幀靈活地聚合了要發送到相同接收方STA的一個或多個幀或分片。(下面詳細說明的SCHED消息允許將從AP到多個接收方STA的TXOP進行聚合)。對于可聚合的幀和分片的數量，沒有限制。對于通過協商確立的聚合幀的最大尺寸可以有限制。典型地，聚合幀中的第一個幀和最后一個幀可能是為了高效封包而創建的分片。當幾個封裝后的數據幀包括在一個聚合幀中時，數據和QoS數據幀的MAC報頭可以進行壓縮，如下所述。
通過使用靈活的幀聚合，發送方MAC可以盡力降低PHY和PLCP開銷以及空閑周期。可以通過將幀進行聚合以消除幀間間隔和PLCP報頭，以及靈活的幀分片，以完全占用TXOP中的可用空間，來實現這一點。在一種示例性技術中，基于當前的數據速率和所分配的或基于競爭的TXOP的持續時間，MAC先計算要提供給PHY的字節數。然后，可以將完整和分片后的MAC幀打包，以占用整個TXOP。
如果一個完整的幀不能容納在TXOP中的剩余空間內，則MAC可以將下一幀進行分片，以占用該TXOP中盡可能多的剩余字節。為了高效地封包，可以任意地對幀進行分片。在一個示例性實施例中，該任意分片要受到每幀最多16個分片的限制。在替換的實施例中，可以不需要該限制。MAC幀的剩余(多個)分片可以在下一個TXOP中進行發送。在隨后的TXOP中，如果期望的話，MAC可以把較高優先級給予未完整傳輸的幀的分片。
下面詳細說明的聚合報頭(在該例中是2個字節)被插入每個封裝幀(或分片)的MAC報頭，封裝幀(或分片)插入在聚合幀中。聚合報頭中的長度字段表示封裝后MAC幀的長度(單位是字節)，并且由接收機用來從聚合幀中提取出幀(和分片)。所建議的信號字段中的PPDU大小字段規定MIMO OFDM PPDU傳輸的大小(OFDM符號的數量)，而每個封裝后的MAC幀的長度由聚合報頭指明。
封裝幀的報頭壓縮圖36示出了一個傳統的MAC幀3600，其包括MAC報頭3660，后面跟著的是幀體3650(可以包括可變數量N個字節)和幀校驗符號(FCS)3655(在該例中，是4個字節)。該現有技術MAC幀格式在802.11e中進行了詳細的描述。MAC報頭3660包括幀控制字段3610(2個字節)、持續時間/ID字段3615(2個字節)、順序控制字段3635(2個字節)和QoS控制字段3645(2個字節)。此外，還包括四個地址字段地址1 3620、地址2 3625、地址3 3630和地址4 3640(每個都是6個字節)。也可以將這些地址分別稱為TA、RA、SA和DA。TA是發送站地址，RA是接收站地址，SA是源站地址，DA是目的站地址。
當一個聚合幀內包含幾個封裝數據幀時，可以將數據和QoS數據幀的MAC報頭進行壓縮。例如，圖37-39示出了QoS數據幀的壓縮后的MAC報頭。請注意，FCS是根據壓縮后的MAC報頭和(加密的或未加密的)有效載荷而計算出來的。
如圖37-39所示，當用MIMO數據PPDU(類型0000)發送幀時，向MAC幀3600的MAC報頭3660中引入一個聚合報頭字段，從而創建封裝后的MAC幀，即3705、3805或3905。MAC報頭，包括聚合報頭字段，被稱為擴展的MAC報頭(即3700、3800或3900)。可以把一個或多個封裝后的管理、控制和/或數據幀(包括QoS數據)聚合到聚合后的MAC幀中。當使用數據隱私時，可以對數據或QoS數據幀的有效載荷進行加密。
對于插入到聚合幀(分別為3705、3805或3905)中的每個幀(或分片)，插入聚合報頭3710。報頭壓縮由下面詳細描述的聚合報頭類型字段指明。數據和QoS數據幀的幀報頭可以進行壓縮，以消除冗余字段。圖37中給出的聚合幀3705示出了一種未壓縮的幀，其包括所有四個地址和持續時間/ID字段。
發送一個未壓縮的聚合幀后，另外的聚合幀就不必標識發送站和接收站地址，因為它們是相同的。因此，可以省略地址1 3620和地址23625。對于聚合幀中的后續幀，不必包括持續時間/ID字段3615。持續時間可以用于設定NAV。持續時間/ID字段根據具體情況而被重載。在輪詢消息中，它包含接入ID(AID)。在其他消息中，相同的字段指明用于設定NAV的持續時間。圖38中示出了對應的幀3805。
當源地址和目的站地址包含相同信息時，可以提供進一步的壓縮。在這種情況下，地址3 3630和地址4 3640也可以被省略，從而得到圖39所示的幀3905。
當字段被去除時，為了解壓縮，接收機可以將來自前一報頭(在解壓縮后)的相應字段插入該聚合幀中。在該例中，聚合幀中的第一幀總是使用未壓縮的報頭。有效載荷的解密可能需要來自MAC報頭的一些字段，這些字段可能已經為便于報頭壓縮而被去除。在幀報頭的解壓縮后，可以把這些字段提供給解密引擎。長度字段由接收機用于從聚合幀中提取幀(和分片)。長度字段指明具有壓縮報頭的幀的長度(單位是字節)。
提取出來之后，去除聚合報頭字段。然后，將解壓縮后的幀傳遞到解密引擎。在解密過程中，(解壓縮后的)MAC報頭中的字段需要進行消息完整性驗證。
圖40給出了一個示例性的聚合報頭3710。對于在MIMO數據PPDU中發送的一個或多個幀(加密的，或非加密的)，為每個幀(或分片)報頭添加聚合報頭。該聚合報頭包括一個2比特的聚合報頭類型字段4010(用于表示是否采用了報頭壓縮，以及哪種類型)和一個12比特的長度字段4030。類型00幀不采用報頭壓縮。類型01幀去除了持續時間/ID、地址1和地址2字段。類型10幀具有與類型01幀相同的去除字段，此外還去除了地址3和地址4字段。聚合報頭中的長度字段4030指明具有壓縮報頭的幀的長度，單位是字節。2個比特4020是預留的。表2中總結了聚合報頭類型。
表2.聚合報頭類型


在該示例性實施例中，聚合幀中封裝的所有管理幀和控制幀采用未壓縮的幀報頭，其聚合報頭類型為00。下面的管理幀可以與數據幀一起封裝在聚合幀中關聯請求、關聯響應、重新關聯請求、重新關聯響應、探測請求、探測響應、解除關聯、認證和解除認證。下面的控制幀可以與數據幀一起封裝在聚合幀中BlockAck(塊確認)和BlockAckRequest(塊確認請求)。在其他實施例中，可以封裝任何類型的幀。
自適應協調功能自適應協調功能(ACF)是HCCA和EDCA的擴展版本，其能夠實現靈活、高效、低延時調度的操作，適于由MIMO PHY支持的高數據速率的操作。圖41給出了在ACF中使用的調度接入周期幀(SCAP)的一個示例性實施例。使用SCHED消息4120，AP可以在名為調度接入周期4130的周期內同時調度一個或多個AP-STA、STA-AP或STA-STA TXOP。這些經過調度的傳輸被標識為已調度的傳輸4140。SCHED消息4120取代了上面詳細描述的傳統HCCA輪詢。在該示例性實施例中，SCAP的最大允許值是4毫秒。
為便于說明，圖41給出了示例性的已調度傳輸4140，其包括AP到STA傳輸4142、STA到AP傳輸4144和STA到STA傳輸4146。在該例中，AP向STA B發送4142A，然后，向STA D發送4142B，再向STA G發送4142C。請注意，在這些TXOP之間不必引入間隙，因為對于各幀來說，信源(AP)是相同的。當信源改變時，示出了TXOP之間的間隙(下面進一步詳細描述示例性的間隙間隔)。在該例中，在AP到STA傳輸4142之后，STA C向AP發送4144A，然后，在一個間隙后，STA G向AP發送4144B，再經過一個間隙，STA E向AP發送4144C。然后，對一個點到點TXOP 4146進行調度。在這種情況下，STA E是信源(向STA F發送)，所以，如果STA E發射功率不變，則不需要引入間隙，否則，可以使用BIFS間隙。可以對其他的STA到STA傳輸進行調度，但在該例中沒有顯示這些。按照任何次序，可以對TXOP的任何組合進行調度。所示的TXOP類型的次序只是示例性的慣例。為了減少所需的間隙數，期望能對TXOP進行調度，但是，這不是必須的。
調度接入周期4130也可以包含FRACH周期4150，專用于快速隨機接入信道(FRACH)傳輸(其中，STA可以發出分配請求)；和/或，MIMO OFDM EDCA 4160周期，其中MIMO STA可以使用EDCA過程。這些基于競爭的接入周期受到為SCAP而設定的NAV的保護。在MIMO OFDM EDCA 4160周期內，MIMO STA使用EDCA過程來接入媒體，而不必與傳統STA進行競爭。在每個受保護的競爭周期內的傳輸使用MIMO PLCP報頭(下面進一步詳細說明)。在該實施例中，AP在受保護的競爭周期內不提供TXOP調度。
當只存在MIMO STA時，SCAP的NAV可以通過SCHED幀中的持續時間字段來設定(下面還會進一步詳細描述SCHED幀)。可選地，如果希望被保護免受傳統STA影響，AP也可以在SCHED幀4120之前設置CTS-to-Self 4110，從而為BSS中所有STA處的SCAP確立NAV。
在該實施例中，MIMO STA遵守SCAP邊界。在SCAP中進行發送的最后一個STA必須在SCAP結束前終止其TXOP至少PIFS持續時間。MIMO STA也遵守調度的TXOP邊界，并在所分配的TXOP結束前完成其傳輸。這樣，后續的調度的STA在不必檢測信道為空閑的情況下就可以開始其TXOP。
SCHED消息4120定義調度表。TXOP的分配信息(AP-STA、STA-AP和/或STA-STA)被包括在SCHED幀中的CTRLJ項內(下面詳細描述，在圖45中為4515-4530)。SCHED消息也可以定義SCAP 4100的一部分，專用于FRACH 4150，如果有的話；以及，EDCA操作4160的受保護部分，如果有的話。如果SCHED幀中不包括經過調度的TXOP分配信息，則為SCAP而設定的NAV留出整個SCAP用于EDCA傳輸(包括任何FRACH)，以保護其免受傳統STA的影響。
ACF能力項中可以指示SCAP內所允許的調度的或基于競爭的TXOP的最大長度。在該實施例中，SCAP的長度在一個信標間隔內不改變。該長度可以在ACF能力項中指示。一個示例性的ACF項包括SCAP長度(10比特)、最大SCAP TXOP長度(10比特)、保護IFS(GIFS)持續時間(4比特)和FRACH響應(4比特)。SCAP長度表示當前信標間隔內SCAP的長度。該字段是以4μs為單位而進行編碼的。最大SCAP TXOP長度表示SCAP內的最大允許TXOP長度。該字段是以4μs為單位而進行編碼的。GIFS持續時間是連續的經過調度的STA TXOP之間的保護間隔。該字段是以800ns為單位而進行編碼的。FRACH響應是以SCAP為單位進行表示的。AP必須使用FRACHPPDU，通過在FRACH響應SCAP內向STA提供經過調度的TXOP，對收到的請求做出響應。
圖42給出了將SCAP與HCCA和EDCA結合起來使用的一個例子。在任何信標間隔(用信標4210A-C表示)內，AP完全能夠靈活、自適應地將基于EDCA競爭的接入的持續時間和802.11e CAP、MIMO OFDM SCAP穿插在一起。
因此，使用ACF，AP可以像在HCCA中一樣工作，但是，它還能夠為SCAP分配周期。例如，AP可以像在PCF中一樣使用CFP和CP，像在HCCA中一樣為輪詢的操作分配CAP，或者，可以為調度的操作分配SCAP。如圖42所示，在一個信標間隔內，AP可以使用基于競爭的接入(EDCA)4220A-F、CAP 4230A-F和SCAP 4100A-I的周期的任何組合。(為簡單起見，圖42中的例子沒有顯示任何CFP。)AP基于其調度算法及其對媒體占用的觀測結果，調整由不同類型接入機制占用的媒體的比例。可以采用任何調度技術。AP確定所接納的QoS流是否滿意，并且可以使用其他觀測結果，包括測量出的媒體占用情況，來進行調整。
上面描述了HCCA及其關聯的CAP。圖42中給出了一個說明性的CAP 4230。AP TXOP 4232后面跟著的是輪詢4234A。HCCA TXOP4236A跟在輪詢幀4234A后面。發送另一輪詢4234B，其后面跟著的是另一相應的HCCA TXOP 4236B。
上面描述了EDCA。圖42中給出了一個說明性的EDCA 4220。示出了各種EDCATXOP 4222A-C。該例中省略了CFP。
如圖42所示的SCAP 4100可以采用圖41詳細描述的格式，包括可選的CTS-to-Self4110、SCHED 4120和調度接入周期4130。
AP使用如下所述的802.11傳遞業務指示消息(DTIM)消息來指示調度操作。DTIM包含接入ID(AID)的位圖，該AP或BSS中的另一STA為其儲備了數據。使用DTIM，通知所有具備MIMO能力的STA在信標之后保持喚醒狀態。在傳統的和MIMO STA都存在的BSS中，緊跟在信標之后，先調度傳統的STA。在傳統傳輸之后，立即發送SCHED消息，其表明調度接入周期的組成。未在特定調度接入周期中調度的具備MIMO能力的STA可以在剩余的SCAP內睡眠，然后醒來監聽后續SCHED消息。
采用ACF，可以實現各種其他操作模式。圖43示出了一個示例性的操作，其中，每個信標間隔包括多個SCAP 4100，其中穿插有基于競爭的接入周期4220。在這種模式下，可以公平地共享媒體，其中，在SCAP期間對MIMO QoS流進行調度，同時MIMO非QoS流與傳統STA一起(如果存在的話)使用競爭周期。穿插的周期對MIMO和傳統STA實現低延時服務。
如上所述，在SCAP中，SCHED消息之前可以有一個CTS-to-Self，用于保護免受傳統STA的影響。如果不存在傳統STA，則不需要CTS-to-Self(或其他傳統的清理信號)。信標4210可以設定一個長CFP，以保護所有SCAP免受任何到達的傳統STA的影響。信標間隔結束時的CP使得新到達的傳統STA能夠接入媒體。
使用圖44所示的示例性操作，在有大量MIMO STA的情況下，可以實現優化的低延時操作。在該例中，假設傳統STA(如果有的話)只需要有限的資源。AP發送一個信標，從而建立長CFP 4410和短CP 4420。信標4210后面跟著的是用于傳統STA的任何廣播/多播消息。然后，背靠背地對SCAP 4100進行調度。這種操作模式也提供了優化的功率管理，因為STA為了聆聽SCHED消息而需要周期性地被喚醒，并且，如果在當前SCAP中沒有被調度，則可以在SCAP間隔內睡眠。
通過SCAP 4100的調度接入周期4130中包括的FRACH或MIMO EDCA周期，提供了用于MIMO STA的基于受保護競爭的接入。在CP 4420內，傳統STA可以對媒體進行基于競爭的接入。
在SCHED幀的傳輸后，可以對來自AP的連續調度的傳輸進行調度。SCHED幀可以與前導碼一起發送。后續的調度AP傳輸可以在沒有前導碼的情況下進行發送。(可以發送用于表示是否包括前導碼的指示符)。下面進一步詳細描述一個示例性的PLCP前導碼。在該示例性實施例中，調度的STA傳輸在有前導碼的情況下開始。
錯誤恢復為了從SCHED接收錯誤中進行恢復，AP可以使用各種過程。例如，如果一個STA無法對一條SCHED消息進行解碼，則它不能利用其TXOP。如果一個調度的TXOP在所分配的開始時間沒有開始，則通過在未用的調度的TXOP開始后的PIFS時發送，AP可以啟動恢復。AP可以使用未用的調度的TXOP周期作為一個CAP。在該CAP內，AP可以向一個或多個STA發送信號，或者輪詢一個STA。輪詢可以針對錯過了調度的TXOP的STA或另一STA。在下一調度TXOP之前，該CAP結束。
當一個調度的TXOP過早結束時，也可以使用相同的過程。通過在調度的TXOP中的最后一個傳輸結束后的PIFS時發送，AP可以開始恢復。如上所述，AP可以使用調度的TXOP的未用周期作為CAP。
受保護的競爭如上所述，SCAP也可以包含專用于FRACH傳輸的一部分和/或MIMO STA可以在其中使用EDCA過程的一部分。這些基于競爭的接入周期可由為SCAP設定的NAV進行保護。
受保護的競爭通過允許STA指示TXOP請求以便于協助AP進行調度，從而補充低延時調度操作。在受保護的EDCA周期內，MIMOOFDM STA可以使用基于EDCA的接入(避免與傳統STA競爭)來發送幀。使用傳統技術，STA可以在MAC報頭中的802.11e QoS控制字段中指示TXOP持續時間請求或者緩沖器狀態。但是，FRACH是提供相同功能的一種更高效手段。在FRACH周期內，STA可以使用間隙化的Aloha式的競爭，在固定尺寸的FRACH時隙中接入信道。FRACH PPDU可以包括TXOP持續時間請求。
在該示例性實施例中，MIMO幀傳輸使用MIMO PLCP報頭，下面將對此進行詳細說明。在存在非MIMO STA的情況下，由于傳統802.11b、802.11a和802.11g STA只能對MIMO PLCP報頭的信號1字段(下面將結合圖50進行詳細描述)進行解碼，所以，MIMO幀必須在有保護的情況下進行發送。當傳統和MIMO STA都存在時，使用EDCA接入過程的STA可以使用傳統RTS/CTS序列來進行保護。傳統RTS/CTS指的是使用傳統前導碼、PLCP報頭和MAC幀格式來傳輸RTS/CTS。
MIMO傳輸也可以使用802.11e HCCA提供的保護機制。因此，使用控制接入周期(CAP)，從AP到STA的傳輸、從STA到AP或者從STA到STA(使用直接鏈路協議)的輪詢傳輸可以得到保護。
AP也可以使用傳統的CTS-to-Self，保護MIMO調度接入周期(SCAP)免受傳統STA的影響。
當一個AP確定BSS中存在的所有STA都能夠對MIMO PLCP報頭進行解碼時，它在信標中的MIMO能力項中指明這一點。這樣的BSS被稱為MIMO BSS。
在MIMO BSS中，在EDCA和HCCA下，根據MIMO OFDM訓練符號老化規則，幀傳輸使用MIMO PLCP報頭和MIMO OFDM訓練符號。MIMO BSS中的傳輸使用MIMO PLCP。
減少的幀間間隔上面詳細描述了通常用于減少幀間間隔的各種技術。這里給出幾個降低該示例性實施例中的幀間間隔的例子。對于調度傳輸，TXOP的開始時間是在SCHED消息中指明的。發送方STA可以在SCHED消息中指明的精確開始時間，開始其調度TXOP，而不必確定媒體為空閑。如上所述，在SCAP中的連續的調度的AP傳輸是在沒有最小IFS的情況下發送的。
在該示例性實施例中，連續的調度的STA傳輸(來自不同STA)是在IFS為至少一個保護IFS(GIFS)的情況下發送的。GIFS的缺省值是800ns。可以選擇更大的值，最多達到下面定義的突發IFS(BIFS)的值。GIFS的值可以在ACF能力項中指明，如上所述。其他實施例可以采用GIFS和BIFS的任何值。
來自相同STA的連續MIMO OFDM PPDU傳輸(TXOP突發)被用BIFS分隔開。當工作在2.4GHz頻帶中時，BIFS等于10μs，并且，MIMO OFDM PPDU不包括6μs的OFDM信號擴展。當工作在5GHz頻帶中時，BIFS為10μs。在一個替換的實施例中，BIFS可被設為較大或較小值，包括0。為了使接收方STA自動增益控制(AGC)能夠在傳輸之間改變，當發送方STA的發射功率改變時，可以使用大于0的間隙。
需要來自接收方STA的即刻響應的幀不是使用MIMO OFDMPPDU來發送的。相反，它們是使用傳統PPDU來發送的，即，2.4GHz頻帶中的條款19或5GHz頻帶中的條款17。下面給出幾個例子，說明如何將傳統和MIMO OFDM PPDU復用到媒體上。
首先，考慮一個傳統RTS/CTS，其后面跟著MIMO OFDM PPDU突發。該傳輸序列如下傳統RTS-SIFS-傳統CTS-SIFS-MIMOOFDM PPDU-BIFS-MIMO OFDM PPDU。在2.4GHz中，傳統RTS或CTS PPDU使用OFDM信號擴展，并且SIFS是10μs。在5GHz中，沒有OFDM擴展，但SIFS是16μs。
其次，考慮一個使用MIMO OFDM PPDU的EDCA TXOP。該傳輸序列如下MIMO OFDM PPDU-BIFS-傳統BlockAckRequest-SIFS-ACK。對于合適的接入類型(AC)，使用EDCA過程獲得EDCATXOP。如上所述，EDCA定義的接入類型可以對每個AC使用不同的參數，如AIFS[AC]、CWmin[AC]和CWmax[AC]。傳統的BlockAckRequest是在有信號擴展或16μs SIFS的情況下發送的。如果BlockAckRequest在MIMO OFDM PPDU內的聚合幀中進行發送，則沒有ACK。
第三，考慮連續的調度的TXOP。傳輸序列如下STA A MIMOOFDM PPDU-GIFS-STA B MIMO OFDM PPDU。如果PPDU傳輸比所分配的最大允許TXOP時間短，那么，在STA A MIMO OFDMPPDU傳輸后，可能會有一段空閑時間。
如上所述，已編碼OFDM傳輸的解碼和解調在接收方STA處強加了額外的處理需求。為了解決這一點，802.11a和802.11g允許接收方STA在必須發送ACK之前有附加的時間。在802.11a中，SIFS時間被設為16μs。在802.11g中，SIFS時間被設為10μs，但是引入了附加的6μs OFDM信號擴展。
按照相同的邏輯，由于MIMO OFDM傳輸的解碼和解調會造成更多的處理負擔，所以，可以設計一個提高SIFS或OFDM信號擴展的實施例，這會進一步降低效率。在該示例性實施例中，通過擴展802.11e的塊ACK和延遲塊確認機制，對于所有MIMO OFDM傳輸，不必需要即刻的ACK。代替增加SIFS或信號擴展的是，消除了信號擴展，并且，對于很多情況，連續傳輸之間的所需幀間間隔得到了降低或消除，從而提高效率。
SCHED消息圖45示出了SCHED消息，上面結合圖41已經對其進行了介紹，下面還將對其做進一步的詳細說明。SCHED消息4120是一個多輪詢消息，其在調度接入周期(SCAP)的持續時間內，分配一個或多個AP-STA、STA-AP和STA-STATXOP。使用SCHED消息，可以降低輪詢和競爭開銷，以及，消除不必要的IFS。
SCHED消息4120定義了SCAP的調度表。SCHED消息4120包括MAC報頭4510(在該示例性實施例中，為15個字節)。在該示例性實施例中，CTRL0、CTRL1、CTRL2和CTRL3段(這里通常表示為CTRLJ，J可以是0到3，分別表示段4515-4530)中的每一個都是變長的，可以分別以6、12、18和24Mbps發送它們(當存在時)。
該示例性MAC報頭4510包括幀控制4535(2個字節)、持續時間4540(2個字節)、BSSID 4545(6個字節)、功率管理4550(2個字節)和MAP 4555(3個字節)。持續時間字段4540的比特13-0指明SCAP的長度，單位是微秒。持續時間字段4540由能夠進行MIMO OFDM傳輸的STA用來設定對于SCAP的持續時間的NAV。當BSS中存在傳統STA時，AP可以使用其他手段來保護SCAP，例如，傳統的CTS-to-Self。在該示例性實施例中，SCAP的最大值是4毫秒。BSSID字段4545標識AP。
圖46中示出了功率管理字段4550。功率管理4550包括SCHED計數4610、預留字段4620(2個比特)、發射功率4630和接收功率4640。AP發射功率和AP接收功率在功率管理字段中表明，STA接收功率電平是在STA中測量的。
SCHED計數是一個在每次SCHED傳輸時都遞增的字段(在該例中為6個比特)。SCHED計數在每次信標傳輸時復位。SCHED計數可用于各種目的。例如，下面描述使用SCHED計數的省電功能。
發射功率字段4630表示AP所用的發射功率電平。在該示例性實施例中，這4比特字段如下編碼對于信標的信息項中指明的信道，該值代表發射功率電平低于最大發射功率電平(單位為dBm)的4dB步幅的數量。
接收功率字段4640表示AP處期望的接收功率電平。在該示例性實施例中，這4比特字段如下編碼該值代表接收功率電平高于最小接收機靈敏度電平(-82dBm)的4dB步幅的數量。基于STA處的接收功率電平，STA可以如下計算出其發射功率電平STA發射功率(dBm)＝AP發射功率(dBm)+AP接收功率(dBm)-STA接收功率(dBm)。
在該示例性實施例中，在調度的STA-STA傳輸過程中，控制段是以可在AP和接收方STA處進行解碼的發射電平而發送的。來自AP的功率控制報告、或SCHED幀中的功率管理字段4550，使STA能夠確定可以在AP處對控制段進行解碼所需的發射功率電平。上面結合圖22描述了該一般方面。對于調度的STA-STA傳輸，當在AP處進行解碼所需的功率不同于在接收方STA處進行解碼所需的功率時，以這兩個功率電平中的較高者發送PPDU。
圖47中所示的MAP字段4555表示在SCAP期間是否存在基于受保護競爭的接入周期及其持續時間。MAP字段4555包括FRACH計數4710、FRACH偏移4720和EDCA偏移4730。該示例性的FRACH計數4710(4個比特)是在FRACH偏移4720處開始調度的FRACH時隙的數量(10個比特)。每個FRACH時隙為28μs。如果FRACH計數值為0，則表示當前的調度接入周期中沒有FRACH周期。EDCA偏移4730是受保護EDCA周期的開始。該示例性的EDCA偏移4730為10個比特。FRACH偏移4720和EDCA偏移4730都是從SCHED幀傳輸的開始以4μs為單位。
SCHED消息4120是作為一個特殊的SCHED PPDU 5100(類型0010)被發送出去的，下面結合圖51對其進行詳細說明。SCHED消息4120中是否存在CTRL0 4515、CTRL14520、CTRL2 4525和CTRL34530段及其長度，是在SCHED PPDU 5100的PLCP報頭的信號字段(5120和5140)中指明的。
圖48示出了用于TXOP分配的SCHED控制幀。CTRL0 4515、CTRL1 4520、CTRL2 4525和CTRL3 4530段中的每一個都具有可變的長度，每一個包括0個或多個分配項(分別為4820、4840、4860和4880)。每個CTRLJ段添加有一個16比特的FCS(分別為4830、4850、4870和4890)和6個尾部比特(未顯示)。對于CTRL0段4515，FCS是針對MAC報頭4510和任意CTRL0分配項4820而計算出來的(所以，在圖48中顯示，MAC報頭添加在CTRL0 4515前)。在該示例性實施例中，即使CTRL0段中不包括分配項，也包括CTRL0 4515的FCS 4830。
就如同本文詳細描述的那樣，AP在SCHED幀中發送AP-STA、STA-AP和STA-STA傳輸的分配信息。到不同STA的分配項在CTRLJ段中發送，由其傳輸的PLCP報頭的SCHED速率字段中的STA表示。請注意，CTRL0到CTRL3對應于遞減的魯棒性。每個STA開始對SCHED PPDU的PLCP報頭進行解碼。信號字段指明SCHED PPDU中CTRL0、CTRL1、CTRL2和CTRL3段的存在性及其長度。STA接收機開始時對MAC報頭和CTRL0段進行解碼，對每個分配項直到FCS進行解碼，它隨后繼續解碼CTRL1、CTRL2和CTRL3，在無法對其FCS進行驗證的CTRLJ段處停止。
如表3所示，定義了五種分配項。可以將幾個分配項打包到每個CTRLJ段中。每個分配項指明發送方STA接入ID(AID)、接收方STAAID、調度的TXOP的開始時間和調度的TXOP的最大允許長度。
表3.分配項類型


在來自AP的連續傳輸中，可以消除前導碼。如果AP不為調度的AP傳輸而發送前導碼，則將前導碼存在性比特設為0。例如，消除前導碼的好處是，當AP具有到幾個STA的低帶寬、低延時流時，例如，在具有多個IP語音(VoIP)流的BSS中。因此，SCHED幀可以實現從AP到幾個接收方STA的傳輸的聚合(即，上述的PPDU聚合)。上述的幀聚合允許將發往一個接收方STA的幀進行聚合。
起始偏移字段是4μs的整數倍，是引用自SCHED消息前導碼的開始時間。AID是所分配的(多個)STA的接入ID。
對于除調度的STA-STA傳輸之外的所有分配項類型，TXOP持續時間字段是調度的TXOP的最大允許長度，是4μs的整數倍。所發送的PPDU的實際PPDU尺寸在PPDU的信號1字段中指出(下面將進一步詳細說明)。
對于調度的STA-STA傳輸(分配項類型011和100)，最大PPDU大小字段也是調度的TXOP的最大允許長度，是4μs的整數倍，但是，也可以使用其他規則。在該示例性實施例中，對于調度的STA-STA傳輸，TXOP僅僅包含一個PPDU。接收方STA使用分配項中指示的最大PPDU大小，確定PPDU中OFDM符號的數量(因為PPDU大小字段被替換成信號1中的請求字段，下面結合圖51詳細說明)。如果STA-STA流使用具有標準保護間隔(GI)的OFDM符號，則接收方STA將調度的TXOP的PPDU大小設定成分配項中指示的最大PPDU大小。如果STA-STA流使用具有縮短GI的OFDM符號，則接收方STA通過將最大PPDU大小字段用因子10/9進行放大并四舍五入來確定PPDU大小。發送方STA可以發送比所分配的最大PPDU大小要短的PPDU。PPDU大小并不向接收機提供聚合后MAC幀的長度。封裝幀的長度被包括在每個MAC幀的聚合報頭中。
將發射方和接收方STA包括在分配項中，可以使在SCAP內不被調度發送或接收的STA省電。回顧一下上面介紹過的SCHED計數字段。由SCHED消息進行調度的每個分配信息指明發送方STAAID、接收方STAAID、調度的TXOP的開始時間和調度的TXOP的最大允許長度。SCHED計數在每次SCHED傳輸時遞增，并在每次信標傳輸時復位。STA可以向AP指示省電操作，并因此被提供具體的SCHED計數值，在此期間，它們可以由AP分配被調度地發送或接收TXOP。然后，STA可以周期性地醒來，只是監聽具有合適的SCHED計數的SCHED消息。
PPDU格式圖49示出了傳統的802.11 PPDU 4970，其包括PLCP前導碼4975(12個OFSM符號)、PLCP報頭4910、變長PSDU 4945、6比特的尾部4950和變長填充信息4955。PPDU 4970的一部分4960包括信號字段(1個OFDM符號)，用BPSK以速率＝1/2發送；以及變長數據字段4985，用信號4980中指明的調制格式和速率發送。PLCP報頭4910包括信號4980和16比特的服務字段4940(包括在數據4985內，根據該格式發送)。信號字段4980包括速率4915(4比特)、預留字段4920(1比特)、長度4925(12比特)、奇偶位4930和尾部4935(6比特)。
該示例性的PLCP報頭(下面將詳細描述)中的擴展的信號字段(下面將詳細描述)與傳統802.11的信號字段4980保持后向兼容。設置傳統的信號字段4980中的速率字段4915的未用值，以定義新的PPDU類型(下面詳細描述)。
引入了幾種新的PPDU類型。為了與傳統STA保持后向兼容，PLCP報頭的信號字段中的速率字段被修改為速率/類型字段。速率的未用值被指定為PPDU類型。PPDU類型還指示信號字段擴展指定信號2的存在性及其長度。速率/類型字段的新值在表4中進行了定義。速率/類型字段的這些值是對于傳統STA未進行定義的。因此，傳統STA在對信號1字段成功地進行解碼并且發現速率字段中的未定義值之后，會放棄對PPDU的解碼。
或者，可以將傳統信號字段中的預留位設為“1”，以指示發往一個新型STA的MIMO OFDM傳輸。接收方STA可以忽略該預留位，并繼續嘗試對信號字段和剩余的傳輸進行解碼。
接收機能夠基于PPDU類型確定信號2字段的長度。FRACHPPDU在SCAP的指定部分中僅僅出現了一次，并且需要僅由AP進行解碼。
表4.MIMO PPDU類型

圖50示出了用于數據傳輸的MIMO PPDU格式5000。PPDU 5000被稱為PPDU類型0000。PPDU 5000包括PLCP前導碼5010、信號1 5020(1個OFDM符號)、信號2 5040(1個OFDM符號)、訓練符號5060(0、2、3或4個符號)和變長數據字段5080。在該示例性實施例中，PLCP前導碼5010(如果存在的話)是16μs。用PPDU控制段速率和調制格式發送信號1 5020和信號2 5040。數據5080包括服務5082(16比特)；反饋5084(16比特)；變長PSDU 5086；尾部5088(每個流有6比特)，其中，對每個流應用不同的卷積信道編碼；變長填充信息5090。用PPDU控制段速率和調制格式發送數據5080。
PPDU類型0000的MIMO PLCP報頭包括信號(包括信號1 5020和信號2 5040)、服務5082和反饋5084字段。與傳統的802.11相比，服務字段不變，且是用該數據段速率和格式發送的。
反饋字段5084是用該數據段速率和格式發送的。該反饋字段包括ES字段(1比特)、數據速率向量反饋(DRVF)字段(13比特)和功率控制字段(2比特)。
ES字段指示優選的導向方法。在該示例性實施例中，當ES比特被設置時，選擇特征向量導向(ES)，否則，選擇空間擴展(SpatialSpreading，SS)。
數據速率向量反饋(DRVF)字段向對等方站提供反饋，該反饋關于最多四個空間模式的每一個上的可支持速率。
明確的速率反饋使站能夠快速和準確地使其傳輸速率最大化，從而大大提高系統效率。低延時的反饋是理想的。但是，反饋機會不必是同步的。可以通過任何方式獲得傳輸機會，例如，基于競爭的(即EDCA)、輪詢的(即HCF)或調度的(即ACF)方式。因此，可以在傳輸機會和速率反饋之間傳遞可變時間量。基于速率反饋的壽命，發射機可以應用退避機制，以確定傳輸速率。
對于從STA A到STA B的傳輸流，PPDU數據段速率自適應依賴于由STA B向STA A提供的反饋(前面已經進行了描述，例如，參見圖24)。對于ES或SS操作模式，每當STA B從STA A接收到MIMOOFDM訓練符號時，它都要估計每個空間流上可實現的數據速率。在從STA B到STA A的任何后續傳輸流中，STA B將該估計值包括在反饋5084的DRVF字段中。DRVF字段是以數據段5080速率發送的。
當向STA B發送信號時，STA A基于它從STA B接收到的DRVF，確定使用何種傳輸速率，以及可選的考慮延遲時所需的退避機制。信號字段(下面詳細說明)包含13比特的DRV字段5046，該DRV字段5046使接收方STA B能夠對從STA A發送的幀進行解碼。DRV 5046是以控制段速率發送的。
對DRVF字段進行編碼，其包括STR字段(4比特)、R2字段(3比特)、R3字段(3比特)和R4字段(3比特)。STR字段表示流1的速率。將該字段編碼為表5中所示的STR值。R2表示流1的STR值和流2的STR值之間的差值。R2值“111”表示流2是關斷的。R3表示流2的STR值和流3的STR值之間的差值。R3值“111”表示流3是關斷的。如果R2＝″111″，則將R3設為“111”。R4表示流3的STR值和流4的STR值之間的差值。R4值“111”表示流4是關斷的。如果R3＝″111″，則將R4設為“111”。
當ES＝0時，即空間擴展時，DRVF的另一種編碼如下流數量(2比特)、每個流的速率(4比特)。每個流的速率字段被編碼為上述的STR值。剩余的7個比特是預留的。
表5.STR編碼

除了DRVF之外，STA B還向發送方STA A提供功率控制反饋。該反饋包括在功率控制字段中，并且也是以數據段速率發送的。該字段是2個比特，并且表示增加功率或降低功率或保持功率不變。所得到的發射功率電平被指定為數據段發射功率電平。
表6示出了示例性的功率控制字段值。替換的實施例可以采用不同大小的功率控制字段，以及替換的功率調整值。
表6.功率控制字段值

對于整個PPDU，發射功率電平保持不變。當數據段發射功率電平和開環STA發射功率(即，AP對上述傳輸流進行解碼所需的功率電平)不同時，以這兩個功率電平中的最大值發送PPDU。也就是說，PPDU發射功率電平是開環STA發射功率(dBm)和數據段發射功率(dBm)中的最大值。
在該示例性實施例中，在任何幀交換序列的第一幀中，將功率控制字段設為“00”。在后續的幀中，它表示按照1dB的步長增加或降低功率。接收方STA將在發往該STA的所有后續幀傳輸中使用該反饋信息。
信號1 5020包括速率/類型字段5022(4比特)、一個預留位5024、PPDU大小/請求5026(12比特)、奇偶位5028和6比特的尾部5030。信號1字段5020是用控制段速率和格式發送的(在該示例性實施例中，為6Mbps)。速率/類型字段5022被設為0000。預留位5024可以被設為0。
PPDU大小/請求5026有兩個作用，這取決于傳輸模式。在基于競爭的STA傳輸和所有AP傳輸中，該字段表示PPDU大小。在該第一種模式下，比特1表示PPDU使用了擴展的OFDM符號，比特2表示PPDU使用具有縮短GI的OFDM符號，比特3-12表示OFDM符號的數量。
在調度的非AP STA傳輸中，PPDU大小/請求5026表示請求。在該第二種模式下，比特1-2表示SCHED速率。SCHED速率表示可用來向STA發送一個分配信息的編號最高(0、1、2或3)的SCHED字段。在來自AP的訓練符號傳輸期間，每個非AP STA估計它可以從AP健壯地接收到SCHED幀傳輸的速率。在來自STA的后續調度傳輸中，該最大允許速率被包括在SCHED速率字段中。該字段由AP進行解碼。AP使用該信息來對STA的后續TXOP進行調度，并確定CTRLJ(0、1、2或3)，以用于向STA發布這些分配。
在第二種模式下，比特3-4表示QoS字段，其標識TC 0或1的請求的一部分(是三分之一的倍數)(即，0％、33％、67％、100％)。比特5-12表示TXOP的請求長度(在該示例性實施例中，為16μs的整數倍)。
信號1字段5020通過奇偶比特5028進行校驗，并且以用于卷積編碼器的6比特尾部5030來結束。
信號2字段5040的存在性及其長度由信號1 5020中的速率/類型字段5022來指示。信號2字段5040是用控制段速率和格式發送的。信號2 5040包括預留位5042、訓練類型5044(3比特)、數據速率向量(DRV)5046(13比特)、奇偶位5048和尾部5050(6比特)。3比特的訓練類型字段指明MIMO OFDM訓練符號的長度和格式。比特1-2表示MIMO OFDM訓練符號5060的數量(0、2、3或4個OFDM符號)。比特3是訓練類型字段0表示SS，1表示ES。DRV 5046提供用于最多四個空間模式中的每一個的速率。DRV 5046與DRVF采用的編碼方式相同(包括在反饋5084中，如上所述)。信號2字段5040通過1個奇偶位5048進行校驗，并且以用于卷積編碼器的6比特尾部5050來結束。
圖51示出了SCHED PPDU 5100(速率/類型＝0010)。SCHEDPPDU 5100包括PLCP前導碼5110、信號15120(1個OFDM符號)、信號2 5140(1個OFDM符號)、訓練符號5160(0、2、3或4個符號)和變長SCHED幀5180。在該實施例中，PLCP前導碼5110存在時，為16μs。信號1 5020和信號2 5040是用PPDU控制段速率和調制格式發送的。SCHED幀5180可以包括結合ACF描述的上述各種速率。
信號15120包括速率/類型5122(4比特)、預留位5124、CTRL0大小5126(6比特)、CTRL1大小5128(6比特)、奇偶位5130和尾部5132(6比特)。速率/類型5122被設為0010。預留位5124可被設為0。CTRL0大小5126指明以最低速率(在該例中為6Mbps)發送的SCHEDPPDU的段長度。該段包括PLCP報頭的服務字段、MAC報頭和CTRL0段5126。在該例中，該值是以4μs的整數倍進行編碼的。CTRL1大小5128表示以下一較高速率(在該例中為12Mbps)發送的SCHEDPPDU的段長度。在該例中，該值是以4μs的整數倍進行編碼的。CTRL1大小為“0”表示SCHED PPDU中不存在對應的CTRL1段。信號1字段5120通過奇偶位5130進行校驗，并以用于卷積編碼器的6比特尾部5132來結束。
信號2 5140包括預留位5142、訓練類型5144(3比特)、CTRL2大小5146(5比特)、CTRL3大小5148(5比特)、FCS 5150(4比特)和尾部5152(6比特)。預留位5142可被設為0。訓練類型5144與為PPDU類型0000指定的一樣(訓練類型5044)。
CTRL2大小5146表示以次最高速率(在該例中為18Mbps)發送的SCHED PPDU的段長度。在該例中，該值是以4μs的整數倍進行編碼的。CTRL2大小為“0”表示SCHED PPDU中不存在對應的CTRL2段。CTRL3大小5148表示以最高速率(在該例中為24Mbps)發送的SCHED PPDU的段長度。在該例中，該值是以4μs的整數倍進行編碼的。CTRL2大小為“0”表示SCHED PPDU中不存在對應的CTRL3段。
FCS 5150是根據整個信號1和信號2字段計算出來的。信號2字段5152以為用于卷積編碼器的6比特尾部5152來結束。
圖52示出了FRACH PPDU 5200(速率/類型＝0100)。FRACHPPDU 5200包括PLCP前導碼5210、信號15220(1個OFDM符號)和信號25240(2個OFDM符號)。在該示例性實施例中，PLCP前導碼5210(當存在時)為16μs。信號1 5220和信號2 5240是用PPDU控制段速率和調制格式發送的。在MIMO調度接入周期內的FRACH周期期間，STA發送FRACH PPDU 5200。FRACH周期是由AP確立的，故對其來說是已知的(如上所詳述的)。
信號1 5220包括速率/類型5222(4比特)、預留位5224、請求5226(12比特)、奇偶位5228和尾部5230(6比特)。速率/類型5222被設為0100。預留位5224可被設為0。請求字段5226與為PPDU類型0000指定的一樣(5000)，如上所詳述的。信號1字段5220通過奇偶位5228進行檢驗，并且以用于卷積編碼器的6比特尾部5230來結束。
信號2 5240包括預留位5242、源AID 5244(16比特)、目的AID5246(16比特)、FCS 5248(4比特)和尾部5250(6比特)。預留位5242可以被設為0。源AID 5244標識FRACH上發送的STA。目的AID 5246標識TXOP所請求的目的STA。在該示例性實施例中，如果目的方是AP，則目的AID字段5246的值被設為2048。4比特的FCS 5248是根據整個信號1和信號2字段而計算出來的。在卷積編碼之前，添加一個6比特的尾部5250。
在該示例性實施例中，STA可以使用時隙化的Aloha來接入信道，并在FRACH中發送請求消息。如果被AP成功接收到，則AP向請求方STA在后一調度接入周期內提供一個經調度的TXOP。當前調度接入周期的FRACH時隙數在SCHED消息中指明，N_FRACH。
STA還可以維持一個變量B_FRACH。在FRACH上的傳輸后，如果STA收到來自AP的TXOP分配信息，則其復位B_FRACH。如果STA在預定數量(FRACH_RESPONSE)的SCHED傳輸內沒有收到來自AP的TXOP分配信息，則將B_FRACH增加1，最多達到最大值7。參數FRACH_RESPONSE包括在信標的ACF項中。在任何FRACH內，STA在以概率(N_FRACH)-1*2-B_FRACH來選取一個FRACH時隙。
如果AP未調度任何FRACH周期，則MIMO STA可以使用EDCA規則，在SCAP內的受保護競爭周期內進行競爭。
本領域技術人員應當理解，可以使用多種不同技術和方法表示信息和信號。例如，在貫穿上面的描述中提及的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或者上述的任意組合來表示。
本領域技術人員還會明白，這里結合所公開的實施例描述的各種示例性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以電子硬件、計算機軟件或二者的結合來實現。為了清楚地示出硬件和軟件之間的可交換性，以上對各種示例性的組件、框、模塊、電路和步驟均以其功能性的形式進行總體上的描述。這種功能性是以硬件實現還是以軟件實現依賴于特定的應用和整個系統所施加的設計約束。熟練的技術人員能夠針對每個特定的應用以多種方式來實現所描述的功能性，但是這種實現的結果不應解釋為導致背離本發明的范圍。
利用通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程的邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯、分立硬件組件或者它們之中的任意組合，可以實現或執行結合這里公開的實施例描述的各種示例性的邏輯框圖、模塊和電路。通用處理器可能是微處理器，但是在另一種情況中，該處理器可能是任何常規的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器也可能被實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或者更多結合DSP核心的微處理器或者任何其他此種結構。
結合這里公開的實施例所描述的方法或者算法的步驟可直接體現為硬件、由處理器執行的軟件模塊或者這二者的組合。軟件模塊可能存在于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤、CD-ROM或者本領域熟知的任何其他形式的存儲媒體中。一種典型存儲媒體與處理器耦合，從而使得處理器能夠從該存儲媒體中讀取信息，且可向該存儲媒體寫入信息。在替換的實例中，存儲媒體可以是處理器的組成部分。處理器和存儲媒體可能存在于一個ASIC中。該ASIC可能存在于一個用戶終端中。在替換的實例中，處理器和存儲媒體可以作為用戶終端中的分立組件存在。
本文中包括的標題用于參考并且有助于定位各節。這些標題不是想要限制在其后所描述的概念的保護范圍。這些概念可以適用于全文。
提供所述公開的實施例的上述描述可使得本領域的技術人員能夠實現或者使用本發明。對于本領域技術人員來說，這些實施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發明的范圍和主旨的基礎上應用于其他實施例。因此，本發明并不限于這里示出的實施例，而是與符合這里公開的原理和新穎特征的最廣范圍相一致。
權利要求
1.一種裝置，包括發射機，用于根據第一種傳輸格式發送信號，以便將共享媒體預留一段持續時間，并用于在所述預留的持續時間期間根據第二種傳輸格式進行發送；以及接收機，用于在所述預留的持續時間期間根據所述第二種傳輸格式進行接收。
2.一種裝置，包括發射機，用于根據第一種通信格式的至少一部分進行發送，并用于根據第二種通信格式進行發送；接收機，用于根據所述第二種通信格式進行接收；以及預留模塊，用于將共享媒體預留一段持續時間，以便在所述預留的持續時間期間根據所述第二種傳輸格式進行通信。
3.一種無線通信系統，包括發送模塊，用于根據第一種傳輸格式發送信號，以便將共享媒體預留一段持續時間；以及通信模塊，用于在所述預留的持續時間期間根據所述第二種傳輸格式進行通信。
4.一種方法，用于通過共享媒體在一個或多個根據第一種傳輸格式進行通信的設備以及一個或多個根據第二種傳輸格式進行通信的設備之間進行互操作，所述方法包括根據第一種傳輸格式發送信號，以便將所述共享媒體預留一段持續時間；以及在所述預留的持續時間期間，根據所述第二種傳輸格式進行通信。
5.如權利要求4所述的方法，還包括在發送用于預留的所述信號之前，根據所述第一種傳輸格式競爭接入。
6.如權利要求4所述的方法，還包括請求接入所述共享媒體；以及接收響應于所述請求的分配。
7.如權利要求4所述的方法，其中，所述信號是根據IEEE 802.11協議的傳輸機會(TXOP)。
8.如權利要求4所述的方法，其中，所述信號確立了無競爭周期。
9.如權利要求4所述的方法，其中，發送信號以便將所述共享媒體預留一段持續時間還包括發送一個請求發送(RTS)消息，所述RTS消息指示了傳輸持續時間。
10.如權利要求4所述的方法，其中，發送信號以便將所述共享媒體預留一段持續時間還包括發送一個準許發送(CTS)消息，所述CTS消息指示了傳輸持續時間。
11.如權利要求4所述的方法，其中，所述第一種傳輸格式是IEEE802.11格式。
12.如權利要求4所述的方法，其中，所述第二種傳輸格式包括時分復用(TDD)幀間隔，該時分復用幀間隔包括導頻；合并的輪詢；按照所述合并的輪詢的零個或多個接入點到遠程站的幀；按照所述合并的輪詢的零個或多個遠程站到接入點的幀；按照所述合并的輪詢的零個或多個遠程站到遠程站的幀；以及按照所述合并的輪詢的零個或多個隨機接入段。
13.一種裝置，包括第一分配模塊，用于根據多種通信格式中的第一種通信格式為在共享媒體上進行通信分配第一持續時間；以及第二分配模塊，用于根據多種通信格式中的第二種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配第二持續時間。
14.如權利要求13所述的裝置，還包括用于空間處理的模塊。
15.計算機可讀媒體，用于執行以下步驟根據多種通信格式中的第一種通信格式為在共享媒體上進行通信分配第一持續時間；以及根據多種通信格式中的第二種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配第二持續時間。
16.如權利要求15所述的媒體，用于執行以下步驟發送包括合并的輪詢的時分復用(TDD)幀間隔；發送按照所述合并的輪詢的一個或多個幀；以及接收按照所述合并的輪詢的一個或多個幀。
17.一種用于在共享媒體上進行通信的方法，包括根據多種通信格式中的第一種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配第一持續時間；以及根據多種通信格式中的第二種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配第二持續時間。
18.如權利要求17所述的方法，其中，所述多種通信格式中的至少一種通信格式包括空間處理。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述多種通信格式中包括空間處理的所述通信格式是多輸入多輸出(MIMO)通信格式。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述MIMO通信格式是多輸入單輸出(MISO)通信格式。
21.如權利要求17所述的方法，其中，所述多種通信格式中的一種通信格式包括時分復用(TDD)幀間隔，該時分復用幀間隔包括導頻；合并的輪詢；以及按照所述合并的輪詢的一個或多個幀。
22.如權利要求21所述的方法，其中，一個或多個幀包括接入點到遠程站的通信。
23.如權利要求21所述的方法，其中，一個或多個幀包括遠程站到接入點的通信。
24.如權利要求21所述的方法，其中，一個或多個幀包括遠程站到遠程站的通信。
25.如權利要求21所述的方法，其中，一個或多個幀包括對所述共享媒體的隨機接入。
26.如權利要求17所述的方法，其中，多種通信格式中的一種通信格式與802.11 EDCA格式基本相同。
27.如權利要求17所述的方法，其中，多種通信格式中的一種通信格式與802.11 CAP格式基本相同。
28.如權利要求17所述的方法，其中，多種通信格式中的一種通信格式實質上與SCAP基本相同。
29.如權利要求17所述的方法，還包括根據所述多種通信格式中的第一種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配一系列一個或多個第三持續時間，以及根據所述多種通信格式中的第二種通信格式為在所述共享媒體上進行通信分配一系列一個或多個第四持續時間，所述一系列第三持續時間和一系列第四持續時間相互穿插。
30.如權利要求29所述的方法，其中，選擇所述穿插以提供所述一系列第三持續時間之間的最大時間間隔。
31.如權利要求17所述的方法，其中，所述第一持續時間包括一個或多個SCAP間隔。
32.如權利要求31所述的方法，其中，所述第二持續時間包括一個或多個802.11 EDCA間隔。
33.如權利要求17所述的方法，還包括為所述第一持續時間確立無競爭周期。
34.如權利要求17所述的方法，還包括為所述第二持續時間確立競爭周期。
35.一種裝置，包括競爭接入模塊，用于根據第一種通信協議競爭接入共享媒體；以及通信模塊，用于在所述競爭到的接入期間，根據第二種通信協議在所述共享媒體上進行通信。
36.一種用于在共享媒體上進行通信的方法，包括發送信標；根據第一種通信協議競爭接入所述共享媒體；以及在所述競爭到的接入期間，根據第二種通信協議在所述共享媒體上進行通信。
37.如權利要求36所述的方法，還包括確立無競爭周期；以及在所述無競爭周期期間，根據所述第一種通信協議分配輪詢。
38.如權利要求36所述的方法，還包括根據所述第一種通信協議競爭第二次接入所述共享媒體；以及在所述第二次競爭到的接入期間，根據所述第一種通信協議在所述共享媒體上進行通信。
39.如權利要求37所述的方法，其中第一接入點確立所述無競爭周期；以及第二接入點根據所述第一種通信協議競爭接入，并且在所述競爭到的接入期間，根據所述第二種通信協議與一個或多個遠程站進行通信。
40.一種設備，其與接入點互操作，所述接入點按照第一種通信協議確立無競爭周期和競爭周期，所述設備包括競爭接入模塊，用于在所述競爭周期期間根據所述第一種通信協議競爭接入；發射機，用于在所述競爭到的接入期間按照第二種通信協議進行發送；以及接收機，用于在所述競爭到的接入期間按照所述第二種通信協議進行發送。
41.計算機可讀媒體，用于以下步驟根據第一種通信協議競爭接入共享媒體；以及在所述競爭到的接入期間，根據第二種通信協議在所述共享媒體上進行通信。
42.一種無線通信系統，包括一種設備，用于根據第一種通信協議競爭接入共享媒體；以及根據所述第一種通信協議發送信號以將所述共享媒體預留一段持續時間；第一遠程站，用于根據第二種通信協議發送導頻；以及第二遠程站，用于測量所述導頻并據此確定反饋；以及將所述反饋發送到所述第一遠程站。
43.如權利要求42所述的無線通信系統，其中，按照所述反饋，所述第一遠程站還根據所述第二種通信協議將數據發送到所述第二遠程站。
44.一種用于在共享媒體上進行通信的方法，包括根據第一種通信協議競爭接入所述共享媒體；根據所述第一種通信協議發送信號以將所述共享媒體預留一段持續時間；按照第二種通信協議將導頻從第一遠程站發送到第二遠程站；在所述第二遠程站處測量所述導頻并且據此確定反饋；將所述反饋從所述第二遠程站發送到所述第一遠程站；以及按照所述反饋，根據所述第二種通信協議將數據從所述第一遠程站發送到所述第二遠程站。
45.一種無線通信系統，其使用共享媒體來進行接收和發送，該無線通信系統包括第一接入點，用于根據第一種通信格式進行通信；以及第二接入點，用于根據第二種通信格式進行通信，所述第二接入點用于按照所述第一種通信格式發送信號，以將所述共享媒體預留一段持續時間以便用于根據所述第二種通信格式進行通信。
全文摘要
公開了用于高效地使用與各種類型的傳統系統相后兼容的高吞吐量系統的MAC處理技術。在一個方面中，根據傳統傳輸格式發送第一信號，以預留一部分共享媒體，并且在該預留的部分期間進行根據第二種傳輸格式的通信。在另一個方面中，通信設備可以競爭接入傳統系統，然后在該接入周期期間根據一種新型的通信協議與一個或多個遠程通信設備進行通信。在另一個方面中，一個設備可以根據傳統協議請求接入到共享媒體，并且當準予接入時，該設備可以根據新的協議與一個或多個遠程站進行通信或者便于一個或多個遠程站之間的通信。
文檔編號H04L29/06GK1894914SQ200480037312
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月15日 優先權日2003年10月15日
發明者羅德尼·J·沃爾頓, 約翰·W·凱徹姆, 桑吉夫·南達 申請人:高通股份有限公司