專利名稱：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中用于分組聚集的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，尤其是涉及用于傳輸聚集中的多個(gè)數(shù)據(jù)分組的方法以及相關(guān)設(shè)備。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)傳輸日益變得普遍，并且與以前相比，數(shù)據(jù)正在為更多的理由以更多的方式傳輸。在本發(fā)明的上下文中，數(shù)據(jù)是在電子設(shè)備中執(zhí)行某個(gè)任務(wù)所需要的信息位。數(shù)據(jù)傳輸是指從一個(gè)設(shè)備(或設(shè)備的組件)到另一個(gè)設(shè)備的這種信息的傳輸。
傳統(tǒng)上，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)了能夠產(chǎn)生報(bào)告、進(jìn)行計(jì)算或?yàn)橐院髤⒖级?jiǎn)單存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)，無(wú)論數(shù)據(jù)是通過(guò)人操作輸入的還是以某種方式自動(dòng)收集的。數(shù)據(jù)也可能被處理以產(chǎn)生更為復(fù)雜的表現(xiàn)-音頻、視頻或“多媒體”-或通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌诓僮鳈C(jī)械設(shè)備。
想要傳輸數(shù)據(jù)的理由應(yīng)該是顯然的。在一個(gè)地方或許多地方收集的數(shù)據(jù)可以發(fā)送到另一個(gè)位置保管或在那執(zhí)行一個(gè)任務(wù)?；蛘?，數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)單地用于個(gè)人通信，正如用電子郵件所發(fā)生的。實(shí)際上，人的聲音(以及其他聲音)也能夠轉(zhuǎn)換成可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。應(yīng)注意，雖然經(jīng)常分別對(duì)待數(shù)據(jù)信息和語(yǔ)音信息，因?yàn)樗鼈兘o傳輸信道施加略微不同的命令，為了描述本發(fā)明，“數(shù)據(jù)傳輸”將用來(lái)描述任何類型信息內(nèi)容的發(fā)送，除非明確地聲明了它們的差別或從上下文來(lái)看差別是顯然的。
各種各樣的互相連接現(xiàn)象促進(jìn)了當(dāng)前流行的數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)因素自然是計(jì)算裝置在普通大眾中的廣泛利用。這些設(shè)備可以采用個(gè)人計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理等形式。相應(yīng)地，用于傳輸?shù)目捎眯畔⒌臄?shù)量也增加了。這不僅包括上面提到的個(gè)人通信(如電子郵件)，而且包括很多文本、圖形和用戶能夠請(qǐng)求并在很短時(shí)期內(nèi)返回給用戶的其他類型的文件。特別地，萬(wàn)維網(wǎng)構(gòu)成了巨大數(shù)量的這種可用信息。最后，正如可能料想到的，對(duì)日益增加的信息內(nèi)容的越來(lái)越多的使用是由許多通信、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)支持的。這些許多數(shù)據(jù)傳輸信道連同它們各自的機(jī)制和協(xié)議總是再嘗試發(fā)展成能夠提供更快以及更為可靠的數(shù)據(jù)通信方法。
用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝煌ㄐ判诺喇?dāng)然是諸如銅的導(dǎo)電材料的導(dǎo)線或電纜。數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)從一個(gè)計(jì)算裝置延伸到另一個(gè)計(jì)算裝置的專用線路或串行線路發(fā)生。也可以通過(guò)諸如公眾交換電話網(wǎng)(PSTN)或近來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)這樣的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，在這些網(wǎng)絡(luò)中，用于通信的電路可以如所需要的那樣建立。特別地，可以使用機(jī)械開關(guān)建立通信電路以連接現(xiàn)有線路。它們也可以使用路由器邏輯創(chuàng)建，其中的路由器有決定某個(gè)信息應(yīng)該從許多半永久現(xiàn)有選擇中發(fā)送到哪里的軟件開關(guān)。同樣的原理可以利用局域網(wǎng)(LAN)用于較小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中，諸如在特定辦公樓的辦公室之間。
自然地，數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換成用于傳輸?shù)倪m當(dāng)形式-以某種形式編碼成預(yù)期的接受者可識(shí)別的代碼。有許多用于編碼的方法。在一些系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)被組織為稱為分組的離散單元，并且每個(gè)分組單獨(dú)傳輸。每個(gè)數(shù)據(jù)分組必須分別標(biāo)明地址以便其能夠通過(guò)最有效的路線路由到它的目的地。每個(gè)分組也必須包含識(shí)別信息以便分組能夠在它們的目的地以適當(dāng)?shù)捻樞蛑匦陆M合。傳輸需要的但隨后丟棄的這個(gè)額外信息有時(shí)稱為“開銷”。其他類型的開銷可能包括糾錯(cuò)信息，該信息用于在接收方的糾錯(cuò)算法中確定是否正確接收分組。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以包括可接受的錯(cuò)誤率，這個(gè)比率部分定義了系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)?？山邮盏腻e(cuò)誤率的增大自然使傳輸速率提高。不同的應(yīng)用有不同的QoS要求。如果傳送站意識(shí)到傳輸失敗，那么可以重傳沒(méi)有被成功傳輸?shù)姆纸M。取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，接收機(jī)可以發(fā)送一個(gè)確認(rèn)消息(ACK)以通知發(fā)射機(jī)已經(jīng)正確地接收到數(shù)據(jù)，或者，如果數(shù)據(jù)沒(méi)有正確接收到則發(fā)送一個(gè)否定應(yīng)答消息(NAK)。在一些系統(tǒng)中，ACK和NAK兩個(gè)消息都可以使用。信息傳輸中的延時(shí)也是決定QoS的一個(gè)重要的因素。正如下面所描述的，本發(fā)明致力于提高這兩個(gè)QoS參數(shù)。
越來(lái)越流行的通信信道是無(wú)線鏈路，它能夠使用射頻范圍內(nèi)的電磁輻射通過(guò)空中接口傳輸數(shù)據(jù)。如同其他鏈路，這些無(wú)線信道變得更加有效并因此更加令人想使用。另外，無(wú)線鏈路當(dāng)然允許移動(dòng)性。發(fā)送站和接收站不局限于固定地點(diǎn)或帶有基于有線網(wǎng)絡(luò)接入的地點(diǎn)。蜂窩電話網(wǎng)是通過(guò)無(wú)線空中接口傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。然而，應(yīng)注意的是，在這種網(wǎng)絡(luò)中，空中接口僅僅是從源到目的地傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)的部分路徑。蜂窩網(wǎng)中的無(wú)線接入僅僅用于用戶獲得對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的接入。
使用空中接口的另一個(gè)系統(tǒng)例子是無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)。圖1是舉例說(shuō)明示例性WLAN 10的經(jīng)選定組件的簡(jiǎn)化框圖。圖1的WLAN10包括從1到4列舉的四個(gè)臺(tái)站和一個(gè)接入點(diǎn)5。每個(gè)臺(tái)站都是可操作的以便通過(guò)一個(gè)或多個(gè)射頻鏈路與接入點(diǎn)通信。從接入點(diǎn)5到一個(gè)或多個(gè)臺(tái)站的傳輸信道典型地稱為下行鏈路，而在另一方向的傳輸稱為上行鏈路。
應(yīng)注意的是，在圖1的配置中，正如上面提到的蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣，接入點(diǎn)5是固定的并且連接到更大的也許包括其他接入點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。這樣的應(yīng)用例如在大學(xué)里可能是有用的，在大學(xué)里位于各種各樣物理位置的接入點(diǎn)允許學(xué)生和教職工利用無(wú)線通信建立網(wǎng)絡(luò)連接。
圖1中顯示的在數(shù)字上可能有變化的臺(tái)站的集合有時(shí)稱為基本業(yè)務(wù)集(BSS)，包括接入點(diǎn)5，又稱為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)BSS(If-BSS)。許多If-BSS可以連接在一起以形成一個(gè)擴(kuò)展的服務(wù)集合(ESS)(未示出)。網(wǎng)絡(luò)甚至能夠從一個(gè)接入點(diǎn)到另一個(gè)接入點(diǎn)與站“切換”通信，以便用戶在很少或不中斷的通信會(huì)話期間可以物理上重新定位。除其他If-BSS之外，WLAN 10中的臺(tái)站也可以接入更大的中心計(jì)算機(jī)和分別更廣泛的網(wǎng)絡(luò)，如因特網(wǎng)。
當(dāng)然，圖1的WLAN僅僅是示例性的，并且其他的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是可能的。一些網(wǎng)絡(luò)可以建立在特別的基礎(chǔ)之上并建立許多沒(méi)有固定的(或預(yù)先指定的)節(jié)點(diǎn)之間的通信。一些網(wǎng)絡(luò)中的臺(tái)站可操作以便彼此之間作為網(wǎng)絡(luò)直接通信，在這種情況下接入點(diǎn)是不必要的。這樣的網(wǎng)絡(luò)可稱為獨(dú)立的BSS(IBSS)。而另一種類型的網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，在這類網(wǎng)絡(luò)中各種各樣的通信站在某種意義上可以擔(dān)當(dāng)路由器，允許兩個(gè)或更多的臺(tái)站彼此之間通過(guò)中介而不是直接通信(以較低功率)。本發(fā)明可以應(yīng)用于這些網(wǎng)絡(luò)中的任何一種，而且以上的舉例說(shuō)明目的是示意性說(shuō)明而不是限制。
雖然無(wú)線空中接口提供移動(dòng)性優(yōu)勢(shì)，它在不犧牲QoS而增加容量方面提出了挑戰(zhàn)。就其本性而言，無(wú)線電鏈路可能比導(dǎo)線或光纖電纜冒更大的信號(hào)失真和數(shù)據(jù)丟失的危險(xiǎn)。
不過(guò)，隨著無(wú)線通信越來(lái)越流行，對(duì)空中接口的需求也越來(lái)越大。不斷地需要有用于更高效、更可靠地傳輸數(shù)據(jù)的新技術(shù)。本發(fā)明提供了這樣的一種改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于一種為了更高效的無(wú)線傳輸用于將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組分組為傳輸幀的方法以及相關(guān)設(shè)備。一方面，本發(fā)明是一種傳送信息的方法，包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組、選擇一組數(shù)據(jù)分組以及聚集傳輸幀的步驟，其中的傳輸幀包括所述選擇的分組以及分組標(biāo)記以便每個(gè)傳輸幀的接受者將能夠提取想要發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)。分組標(biāo)記可簡(jiǎn)單地包括一個(gè)預(yù)期接受者或多個(gè)接受者的地址。在一些系統(tǒng)中，CRC字段可包括一個(gè)允許非接受者站在聚集數(shù)據(jù)交換期間休眠的值。所述分組標(biāo)記也可以采用在PLCP首標(biāo)和傳輸幀數(shù)據(jù)部分之間插入的傳輸映射的形式。所述分組標(biāo)記還可以包括確認(rèn)指令以便每個(gè)接受者都知道在何時(shí)以及如何確認(rèn)接收到想要發(fā)送給它的數(shù)據(jù)。在OFDMA WLAN中，確認(rèn)指令可包括在傳輸ACK消息中使用的副載波子集的分配。在可選的實(shí)施例中，副載波分配是由設(shè)計(jì)固定好的或由所傳輸?shù)膸臄?shù)量決定。
另一方面，本發(fā)明是在WLAN中使用的接入點(diǎn)，WLAN包括用于選擇數(shù)據(jù)分組的分組選擇器，用于產(chǎn)生關(guān)于如何將所選分組聚集為傳輸幀的信息的分組標(biāo)記發(fā)生器，用于組裝包括所選分組和分組標(biāo)記的傳輸幀的傳輸幀組裝器。分組標(biāo)記可包括用于告知每個(gè)接受者站如何確認(rèn)其各個(gè)數(shù)據(jù)分組的接收，在這個(gè)實(shí)施例中接入點(diǎn)還包括確認(rèn)指令發(fā)生器。
在另一方面，本發(fā)明是在WLAN中使用的移動(dòng)臺(tái)，包括當(dāng)所接收的傳輸幀包含聚集數(shù)據(jù)時(shí)用于檢測(cè)的分組標(biāo)記檢測(cè)器，用于從這種幀中提取打算發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)提取器，以及用于根據(jù)如果有的話包含在傳輸幀中的所述確認(rèn)指令產(chǎn)生確認(rèn)消息的確認(rèn)發(fā)生器。
在另一方面，本發(fā)明是在沒(méi)有固定或特別的接入點(diǎn)的獨(dú)立BSS(IBSS)中使用的移動(dòng)臺(tái)，包括用于選擇數(shù)據(jù)分組的分組選擇器，用于產(chǎn)生相關(guān)如何將所選分組聚集為傳輸幀的信息的分組標(biāo)記發(fā)生器，用于組裝包括所選分組和分組標(biāo)記的傳輸幀的傳輸幀組裝器；以及在當(dāng)所接收的傳輸幀包含聚集數(shù)據(jù)時(shí)用于檢測(cè)的分組標(biāo)記檢測(cè)器，用于從這種幀中提取打算發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)提取器，以及用于根據(jù)系統(tǒng)需求或如果有的話包括在傳輸幀中的所述確認(rèn)指令產(chǎn)生確認(rèn)消息的確認(rèn)發(fā)生器。
從下面簡(jiǎn)要概述的附圖、本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的下面的詳細(xì)描述以及所附權(quán)利要求書可獲得本發(fā)明及其范圍更為完整的理解。


圖1示出了示例性網(wǎng)絡(luò)選定組件的簡(jiǎn)化框圖，在此為無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，本發(fā)明在該網(wǎng)絡(luò)中有利地實(shí)現(xiàn)。
圖2示出了用于描述在諸如圖1的WLAN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡湫头桨傅牟僮鹘Y(jié)構(gòu)的各層的圖表。
圖3示出了可根據(jù)本發(fā)明分組聚集方案的實(shí)施例操作的移動(dòng)臺(tái)的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。
圖4示出了可根據(jù)本發(fā)明分組聚集方案的實(shí)施例操作的WLAN接入點(diǎn)的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。
圖4A示出了可根據(jù)本發(fā)明分組聚集方案的另一個(gè)實(shí)施例操作的WLAN接入點(diǎn)的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。
圖5示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的爭(zhēng)用信道接入周期的時(shí)序圖。
圖6示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性爭(zhēng)用信道數(shù)據(jù)傳輸序列的時(shí)序圖。
圖7示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的基本(IEEE 802.11a)幀格式的框圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸序列的時(shí)序圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的建議幀格式的框圖。
圖10示出了通常用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的前置碼結(jié)構(gòu)的框圖。
圖11示出了延遲及相關(guān)算法的結(jié)構(gòu)的信號(hào)流圖。
圖12示出了圖11的延遲及相關(guān)分組檢測(cè)算法的響應(yīng)的曲線圖。
圖13示出了不同ACK檢測(cè)的曲線圖。
圖14示出了共同ACK檢測(cè)的曲線圖。
圖15示出了用于不同信道估計(jì)的示例性O(shè)FDMA訓(xùn)練的曲線圖。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的聚集數(shù)據(jù)傳輸序列的時(shí)序圖。
圖17示意了基本MAC幀格式。
圖18示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聚集幀的格式。
圖19示意了聚集幀控制字段的內(nèi)容。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明用于子類型字段的值的表格。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于編碼持續(xù)時(shí)間/ID字段的值的表格。
圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于DA字段內(nèi)容的值的表格。
圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例與聚集的OFMDA ACK交換的聚集幀的時(shí)序圖。
圖24示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的OFMDA ACK幀2400的格式。
圖25是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例為聚集的OFMDA ACK消息提供副載波分配的表格。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明致力于用于將數(shù)據(jù)分組聚集成多分組幀用于傳輸?shù)姆椒ㄒ约跋嚓P(guān)設(shè)備。已經(jīng)在本發(fā)明使用的模擬無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)用中看到明顯的效率和可靠性提高。在與此相關(guān)的附錄中提供了這些模擬的某些結(jié)果，然而，除非明確地?cái)⑹隽?，否則權(quán)利要求書不要求特定的結(jié)果。
一般來(lái)講，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)于媒體接入控制(MAC)邏輯層并位于MAC層和物理層接口。這些術(shù)語(yǔ)參考ISO-OSI模型(圖2中示意的)的邏輯層組織結(jié)構(gòu)。然而，這種模型有它自己的變體，并且可以理解的是，當(dāng)在此使用它的術(shù)語(yǔ)時(shí)，它們是想要包含其他方案中的相似功能或?qū)印?br> 例如，圖2是示意用于在WLAN中傳輸數(shù)據(jù)的典型方案的結(jié)構(gòu)的圖表。應(yīng)注意，任何兩個(gè)通信設(shè)備將典型地每個(gè)都有一個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。在此情況下，同樣的分層方法可應(yīng)用于這兩個(gè)設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，在傳統(tǒng)的ISO/OSI(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/開放式系統(tǒng)互連)模型220中，應(yīng)用層227為終端用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并與用戶應(yīng)用連接。表示層226將數(shù)據(jù)的本地表示轉(zhuǎn)換為規(guī)范形式，反之亦然。會(huì)話層225管理通信裝置和通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信。傳輸層224將數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)分段(數(shù)據(jù)報(bào))用于傳輸，并重組接收到的數(shù)據(jù)流。網(wǎng)絡(luò)層223處理數(shù)據(jù)的路由。數(shù)據(jù)鏈路層222將數(shù)據(jù)報(bào)放入用于傳輸?shù)姆纸M中。物理層221定義實(shí)際的傳輸信道。
根據(jù)OSI模型220修改的并在圖2中參考作為L(zhǎng)AN/OSI模型200的類似模型在應(yīng)用層206中結(jié)合了ISO/OSI模型220的上面三層225-227。LAN/OSI模型200還示意了OSI模型200的數(shù)據(jù)鏈路層222是如何被劃分成LAN/OSI模型200中的邏輯鏈路控制(LLC)層203和MAC層202的。從組織的角度來(lái)看，本發(fā)明大部分操作于MAC(子)層和物理層的接口。LLC(子)層203執(zhí)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)層204的數(shù)據(jù)鏈路層功能，如維持網(wǎng)絡(luò)鏈路。MAC(子)層202執(zhí)行與物理層201相關(guān)的數(shù)據(jù)鏈路層功能，如接入控制和編碼數(shù)據(jù)用于傳輸。MAC子層202還處理傳輸定時(shí)、沖突避免以及錯(cuò)誤檢測(cè)任務(wù)。
圖3是示意可根據(jù)本發(fā)明分組聚集方案的實(shí)施例操作的移動(dòng)臺(tái)300的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。移動(dòng)臺(tái)300包括可操作以在控制器325的引導(dǎo)下經(jīng)天線315發(fā)送和接收無(wú)線電通信的發(fā)射機(jī)電路310和接收電路320。當(dāng)信息正在被處理時(shí)，存儲(chǔ)裝置330可用來(lái)存儲(chǔ)這些信息并可用于更長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，移動(dòng)臺(tái)300還包括用于檢查所接收的幀的分組標(biāo)記檢測(cè)器340，以確定該幀是否包括聚集分組。在一個(gè)實(shí)施例中，分組標(biāo)記檢測(cè)器340能夠檢測(cè)多種不同格式的分組標(biāo)記的任何一種，以便移動(dòng)臺(tái)300在不同的WLAN中是可操作的。在圖3的實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)300還包括數(shù)據(jù)提取器345，其能夠檢查首標(biāo)信息以提取尋址到移動(dòng)臺(tái)300的接收數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)并丟棄其他的接收數(shù)據(jù)。最后，移動(dòng)臺(tái)300還包括一個(gè)用于生成適當(dāng)ACK的確認(rèn)消息發(fā)生器350。自然地，確認(rèn)發(fā)生器350可操作以確定在何時(shí)需要ACK(NAK)、其格式以及在何時(shí)發(fā)送。
圖4是示意可根據(jù)本發(fā)明分組聚集方案的實(shí)施例操作的接入點(diǎn)400的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。接入點(diǎn)400包括可操作以在控制器425的引導(dǎo)下經(jīng)天線415發(fā)送和接收無(wú)線電通信的發(fā)射機(jī)電路410和接收電路420。網(wǎng)絡(luò)接口435處理與基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)(未示出)的通信。當(dāng)信息正在被處理時(shí)，存儲(chǔ)裝置430可用來(lái)存儲(chǔ)這些信息并可用于更長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，接入點(diǎn)400還包括分組選擇器460，對(duì)于給定的傳輸而言，其用于確定若有的話是哪些分組應(yīng)該分組到一起。接入點(diǎn)400也包括用于生成標(biāo)記的分組標(biāo)記發(fā)生器465，該標(biāo)記用于通知接受者相關(guān)包含聚集數(shù)據(jù)分組的傳輸幀的適當(dāng)信息。數(shù)據(jù)幀組合器470構(gòu)造包括聚集分組的數(shù)據(jù)幀，并且分組的標(biāo)記將包括足夠信息以便每個(gè)接收站都能夠提取其預(yù)期的數(shù)據(jù)。它還可以包括由確認(rèn)指令發(fā)生器475生成的確認(rèn)指令以便每次分別正確地接收站響應(yīng)。最后，接入點(diǎn)400包括用于確定各個(gè)接收機(jī)是否接收到其所預(yù)期的數(shù)據(jù)的確認(rèn)檢測(cè)器480。
本發(fā)明的某些實(shí)施例可以應(yīng)用于至少包括一個(gè)接入點(diǎn)的WLAN中，多個(gè)臺(tái)站可以通過(guò)這個(gè)接入點(diǎn)通信。然而，正如前面提到的，本發(fā)明的所有實(shí)施例都不要求固定的或其他形式的接入點(diǎn)存在。在某些應(yīng)用中，一個(gè)臺(tái)站有時(shí)候可以充當(dāng)接入點(diǎn)而其他時(shí)候充當(dāng)普通臺(tái)站。例如，在其他的IBSS模式中，不需要任何臺(tái)站服務(wù)作為網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)就能發(fā)生通信。當(dāng)然，在這種情況下，通信站將選擇性地包括圖3和圖4中展現(xiàn)的功能組件以便它們中的一個(gè)或多個(gè)可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。圖4A是示意根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例配置成以這種方式工作的移動(dòng)臺(tái)的選定組件的簡(jiǎn)化框圖。應(yīng)注意，圖4A所展現(xiàn)的與圖3及圖4的那些類似的組件編有同樣的參考號(hào)。這是為了方便，并不意味這樣的組件必須出現(xiàn)在所有實(shí)施例的相同結(jié)構(gòu)中。需要注意的是，優(yōu)選的在這些各種各樣的實(shí)施例中，可根據(jù)本發(fā)明的任何實(shí)施例通信的臺(tái)站也能夠與不可根據(jù)本發(fā)明的任何實(shí)施例通信的臺(tái)站進(jìn)行通信。最后，應(yīng)注意的是，甚至于當(dāng)與接入點(diǎn)或通過(guò)接入點(diǎn)通信時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可以使用聚集，在這種情況下，僅有一個(gè)聚集幀接受者。
由于If-BSS中的許多臺(tái)站需要越過(guò)同一空中接口(其通常但不是必須包括一個(gè)或多個(gè)不同的信道)時(shí)，必須提供不需要彼此連接而允許它們這樣做的某種方式。一種方法是使用大量不同的頻道以便每個(gè)通信鏈路分配給它自己。然而，就這種解決方案而言，可利用的帶寬可能不足，尤其是考慮到必須為相鄰BSS以這樣的方式提供類似的頻道分配以避免沖突時(shí)。
為“自由爭(zhēng)用周期”提供的另一種在某些WLAN中使用的方法。即在某些WLAN中，各種各樣的臺(tái)站共享一個(gè)共同的無(wú)線電信道(或多個(gè)信道)，因此不得不去“競(jìng)爭(zhēng)”。自然地，單個(gè)臺(tái)站不會(huì)總是同時(shí)傳輸，所以給定的傳輸經(jīng)?？梢圆皇芨?jìng)爭(zhēng)傳輸?shù)母蓴_而發(fā)送和接收。然而，隨著站的數(shù)量及通信量的增加，兩個(gè)或多個(gè)臺(tái)站將可能在同一時(shí)刻傳輸(或至少在時(shí)間上足夠接近而干擾相互的信號(hào))。因?yàn)樵诮o定的周期內(nèi)僅允許一個(gè)臺(tái)站傳輸，所以“自由爭(zhēng)用周期”致力于解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)然，根據(jù)預(yù)先確定的分配過(guò)程，不同的臺(tái)站分配不同的周期。
另一方面，在基于爭(zhēng)用的系統(tǒng)中，或在同時(shí)使用二者的系統(tǒng)的爭(zhēng)用接入期間，也使用避免干擾的方式。通常，沒(méi)有臺(tái)站在當(dāng)其檢測(cè)到想要使用的信道被占用時(shí)會(huì)傳輸，此后在嘗試其自己的傳輸之前等待一定的時(shí)間。圖5更詳細(xì)地解釋了這個(gè)概念。
圖5是示意根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性爭(zhēng)用信道數(shù)據(jù)傳輸序列500的時(shí)序圖。序列500是從具有準(zhǔn)備好傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的WLAN站的角度來(lái)說(shuō)明的。塊(時(shí)間)510表明媒體忙；即，某一其他臺(tái)站正在傳輸。在這個(gè)其他臺(tái)站已經(jīng)停止傳輸后，有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)呐_(tái)站將等待預(yù)先確定的一段時(shí)間，稱為分布式幀間間隔(DIFS)時(shí)間520。在DIFS 520后的某個(gè)點(diǎn)525，該臺(tái)站嘗試數(shù)據(jù)傳輸。(一般來(lái)講，一旦DIFS 520終止后，傳輸嘗試525將立即發(fā)生，盡管這不是必定的情形。)“沖突”發(fā)生在兩個(gè)或多個(gè)臺(tái)站大約在同一時(shí)間嘗試在同一爭(zhēng)用信道上傳輸?shù)牡胤?，且兩者的傳輸都不成功。?dāng)正在傳輸?shù)呐_(tái)站檢測(cè)到有沖突時(shí)，其在做下一次傳輸嘗試535之前等待一段隨機(jī)的補(bǔ)償時(shí)間530。應(yīng)注意，如果以前傳輸發(fā)生過(guò)沖突的所有站進(jìn)行另一次嘗試之前選擇一個(gè)隨機(jī)的延遲，那么最可能的是他們各自的隨機(jī)補(bǔ)償將足夠的不同以避免隨后的沖突。甚至在沒(méi)有發(fā)生沖突的地方，如果檢測(cè)到空中接口忙，那么準(zhǔn)備好傳輸?shù)呐_(tái)站也典型地等待一段隨機(jī)補(bǔ)償時(shí)間530。假設(shè)在(傳輸或)嘗試重發(fā)535時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到?jīng)_突，則可發(fā)生實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸540。
在數(shù)據(jù)傳輸540之后，又有一段保護(hù)時(shí)間延時(shí)，在此稱為短幀間間隔(SIFS)550。跟隨SIFS 550之后，而且假定成功接收到數(shù)據(jù)傳輸，則從接收站返回確認(rèn)消息(ACK)560給發(fā)送站。(注意，某些站即那些根據(jù)不同(非WLAN)協(xié)議操作的臺(tái)站，可選地使用否定確認(rèn)消息(NAK)來(lái)指示不成功。)然后可發(fā)生后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸(未示出)。
在IEEE 802.11方案中，上面概括描述的方法稱為帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路接入(CSMA/CA)。這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)通信量增加時(shí)，沖突也增加且“總開銷”時(shí)間量專用于AIFS(或DIFS)、SIFS以及隨機(jī)補(bǔ)償可能達(dá)到不令人滿意的比例。(這可在圖6中可以看到。)圖6是示意根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性爭(zhēng)用信道數(shù)據(jù)傳輸序列600的時(shí)序圖。在這個(gè)例圖中，傳輸序列600涉及四個(gè)臺(tái)站，一個(gè)接入點(diǎn)(AP)和三個(gè)由STA1到STA3列舉的其他臺(tái)站。接入點(diǎn)有要發(fā)送到這三個(gè)其他臺(tái)站中的每一個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)。正如在圖5示意的方案中，在此AP一直等到當(dāng)前傳輸610完成并且在等待一段隨機(jī)補(bǔ)償時(shí)間間隔616之前還要延時(shí)第一DIFS 615，然后開始第一數(shù)據(jù)傳輸620(到STA1)。和之前一樣，AP(和STA1)然后等待第一SIFS 625，此后STA1發(fā)送第一確認(rèn)消息(ACK1)630。ACK1完成之后，AP延時(shí)第二DIFS 635、第二隨機(jī)補(bǔ)償時(shí)間間隔636，此后其開始第二數(shù)據(jù)傳輸640(到STA2)。在第二SIFS 645之后，第二個(gè)臺(tái)站將傳輸它的ACK2650。最后，在ACK2(塊650)以及第三DIFS 655終止和隨機(jī)補(bǔ)償時(shí)間間隔656之后，AP將第三個(gè)數(shù)據(jù)(塊660)傳輸?shù)絊TA3并等待(直到SIFS 665之后)接收ACK3(塊670)。注意，在根據(jù)IEEE 802.11e(未示出)利用雇用信道接入的網(wǎng)絡(luò)中，DIFS可能由AIFS(任意幀間間隔)取代。通常AIFS至少是DIFS，而且可被調(diào)整用于不同的通信類別。
正如應(yīng)該理解的那樣，該方案的問(wèn)題是僅用于SIFS、DIFS以及DIFS發(fā)生時(shí)用于隨機(jī)補(bǔ)償?shù)目傞_銷時(shí)間量的增加，尤其是在較高的通信量級(jí)別。另外，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸(圖6中的塊620、640以及660)方案產(chǎn)生和MAC層的傳輸以及隨同數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)奈锢韺邮讟?biāo)。這進(jìn)一步加重了帶有總開銷的有限信道的負(fù)擔(dān)，相對(duì)地留下很少的時(shí)間用于實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸。(需要注意的是，本發(fā)明也嘗試減少物理層總開銷負(fù)擔(dān)。)上面提到的物理層首標(biāo)是數(shù)據(jù)承載傳輸“幀”的一部分。圖7是示意根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在此即根據(jù)IEEE 802.11a的基本傳輸幀700的框圖。幀700起始于用于同步目的的物理層會(huì)聚過(guò)程(PLCP)前置碼710。注意，每個(gè)傳輸幀必須是同步的。在PLCP前置碼710之后是PLCP首標(biāo)720。如圖7所示，PLCP首標(biāo)720包括分別包含在字段721和723中的相關(guān)跟隨數(shù)據(jù)的速率和長(zhǎng)度信息。首標(biāo)720的字段722是保留字段。首標(biāo)720也包括奇偶字段724和位于其末端的尾部725。幀700的數(shù)據(jù)端口730包括正在傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)PLCP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)732中，位于服務(wù)字段731之后以及尾部733之前。必要時(shí)填充字符734跟隨在尾部733。正如上面所提到的，PLCP首標(biāo)和前置碼是依據(jù)當(dāng)前的IEEE 802.11a的，但僅僅是示意服從于將來(lái)的修訂版。
為了減輕諸如這樣的無(wú)線通信系統(tǒng)中的總開銷負(fù)擔(dān)，建議了一種新的傳輸方法。圖8是示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸序列800的時(shí)序圖。在這種情況下，如圖7中那樣，假定接入點(diǎn)(AP)有經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)送到三個(gè)不同臺(tái)站(從STA1到STA3的數(shù)據(jù)。然而，這個(gè)假定的目的是示意而非限制。在圖8的實(shí)施例中，AP在完成之前的傳輸810之后延時(shí)第一DIFS 815。
在DIFS 815隨后，AP等待一段隨機(jī)補(bǔ)償時(shí)間間隔816，然后發(fā)送一個(gè)傳輸幀820。在這個(gè)實(shí)施例中，幀820包括分別想要發(fā)送到臺(tái)站STA1、STA2和STA3的數(shù)據(jù)Data1、Data2和Data3。分組傳輸幀820也包括分組標(biāo)記(未示出)—允許各個(gè)臺(tái)站檢測(cè)哪個(gè)數(shù)據(jù)是發(fā)送給它們的信息。在分組幀820傳輸之后，本實(shí)施例中的臺(tái)站按照數(shù)據(jù)發(fā)送的順序進(jìn)行響應(yīng)。即，STA1等待跟隨傳輸幀820的SIFS 825之后傳輸ACK1830。依次地，STA2等待第二SIFS 835之后傳輸ACK2840，然后STA3傳輸其的ACK3850之前等待SIFS 845。自然地，接入點(diǎn)AP能夠在三個(gè)ACK消息之間進(jìn)行區(qū)分以便通知每個(gè)臺(tái)站成功地接收到它的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有成功接收，則啟動(dòng)重傳過(guò)程(未示出)，盡管丟失的數(shù)據(jù)不需要和在傳輸幀820中一起分組的其他(成功接收的)數(shù)據(jù)重新聚集。
很顯然的是，當(dāng)使用分組的傳輸幀820時(shí)，將會(huì)使用一個(gè)修改格式。然而，這并不是一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)檫m應(yīng)分組傳輸幀820的首標(biāo)將取代現(xiàn)有技術(shù)中的許多首標(biāo)的多重使用，如那些在圖7中示意的以及上面所討論的。雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，MAC首標(biāo)保持原封不動(dòng)，總開銷節(jié)省仍然作為PLCP首標(biāo)實(shí)現(xiàn)，且很少傳輸PLCP前置碼。圖9示出了用于與本發(fā)明的實(shí)施例一起使用的分組幀格式。圖9是示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所提議的幀格式900的框圖。和圖7的基本幀格式一樣，分組幀格式起始于用于幀同步(由每一個(gè)有意接收的臺(tái)站同步)的PLCP前置碼910。跟隨PLCP前置碼之后的是PLCP首標(biāo)920。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，PLCP首標(biāo)920又包含一個(gè)速率字段921、長(zhǎng)度字段923、奇偶字段924和尾部925。速率字段921和長(zhǎng)度字段923之間的字段922為保留字段。
跟隨PLCP首標(biāo)920的是實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)930。在圖9中示意的幀900中，每一個(gè)預(yù)期接受者的數(shù)據(jù)字段被標(biāo)記為PSDU1932、PSDU2933和PSDUn934。這些數(shù)據(jù)單元中的每一個(gè)都打算發(fā)送到預(yù)期接收站中的一個(gè)(或多個(gè))，如圖1的If-BSS中所示的臺(tái)站1到臺(tái)站4。從示意來(lái)看應(yīng)該是顯然的，任何數(shù)量的數(shù)據(jù)單元都可以插入到幀中，直到給定系統(tǒng)的限制。(當(dāng)然，可能有實(shí)際的或優(yōu)選設(shè)計(jì)的限制。)分組幀900的數(shù)據(jù)部分930起始于服務(wù)字段931且結(jié)束于尾部935，而且如果必要的話，結(jié)束于填充字符936。在這個(gè)實(shí)施例中，聚集幀(AF)首標(biāo)937在服務(wù)字段931和PDSU1932之間，且包括聚集控制信息。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用分組幀格式時(shí)，為接收站指出哪一個(gè)數(shù)據(jù)字段包含發(fā)送給它們的數(shù)據(jù)是必要的。這種分組標(biāo)記的提供可以以多種方式完成，例如簡(jiǎn)單地包括接收機(jī)地址，或者包括簡(jiǎn)單的傳輸映射。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳輸映射可以在當(dāng)要聚集的數(shù)據(jù)分組被挑選出來(lái)用于分組傳輸時(shí)創(chuàng)建，并且傳輸映射可以例如插入到(參考圖9)分組幀格式的PLCP首標(biāo)920和數(shù)據(jù)部分930之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以使用MAC首標(biāo)中的子類型字段指示分組傳輸，即將類型字段設(shè)置為“數(shù)據(jù)”。(圖17中示出了基本MAC幀格式，包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于保護(hù)MAC首標(biāo)部分的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。)
圖18示意了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的聚集幀1800的格式。聚集幀1800包括聚集幀控制部分1801。圖19示意了聚集幀控制字段1901的內(nèi)容。注意，在所示意的實(shí)施例中，聚集幀控制字段1901起始于和當(dāng)前的IEEE 802.11幀控制字段呈現(xiàn)的相同的字段以便實(shí)現(xiàn)向后兼容。長(zhǎng)度字段表明了聚集幀控制字段中的DA字段數(shù)量。另外，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明操作時(shí)，某些字段中的設(shè)置可能具有確定值。
圖20是示意根據(jù)本發(fā)明用于子類型字段的值的表格2000。圖21是示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于編碼持續(xù)時(shí)間/ID字段的值的表格。當(dāng)在聚集控制字段中設(shè)置持續(xù)時(shí)間/ID字段時(shí)，優(yōu)選持續(xù)時(shí)間/ID字段設(shè)置為發(fā)送聚集幀中的所有聚集數(shù)據(jù)加上完成交換所需要的所有ACK和SIFS所需要的時(shí)間。例如，如果所有的都以不同移動(dòng)臺(tái)為目標(biāo)，那么ACK和SIFS的數(shù)量就是MPDU/MMPDU的數(shù)量。如果送到多個(gè)數(shù)據(jù)單元發(fā)一個(gè)臺(tái)站，那么僅僅需要一個(gè)來(lái)自那個(gè)臺(tái)站的ACK，從而能夠縮短持續(xù)時(shí)間值。在設(shè)置OFDMA中的持續(xù)時(shí)間/ID字段時(shí)，也可以做調(diào)整以減少所需要的ACK數(shù)量。
最后，圖22是示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于DA字段內(nèi)容的值的表格2200。注意，DA字段的內(nèi)容與PMDU或MMPDU字段的地址1一致，即，DA#1包括MPDU#1地址1字段。在這個(gè)實(shí)施例中，如果子類型字段值為0000，那么僅存在DA#1字段。在DA指示廣播或多播地址的情況下，接收機(jī)還驗(yàn)證來(lái)自實(shí)際聚集MPDU/MMPDU的BSSID。為了最小化用于交換的信道時(shí)間，優(yōu)選廣播、多播和無(wú)ACK的MPDU在最后一個(gè)的聚集幀中發(fā)送。
通常，與分組幀相相關(guān)的分組標(biāo)記，如圖9中示意的幀900，包括一個(gè)指示，即事實(shí)上該幀確實(shí)包含潛在地打算發(fā)送到不同接受者的多個(gè)數(shù)據(jù)分組，還包括某些信息以便接收站用來(lái)確定哪些數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)際發(fā)送給它們的。另外，分組標(biāo)記可以包含與生成和傳輸?shù)姆椒ㄏ嚓P(guān)以及應(yīng)該使用的確認(rèn)方法的信息。在這種指令出現(xiàn)的地方，所獲得的優(yōu)勢(shì)由圖6的時(shí)序圖和圖7的時(shí)序圖之間的區(qū)別說(shuō)明了。不是讓每一個(gè)接收站在等待跟隨數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的SIFS之后產(chǎn)生和傳輸ACK，而是指示這些站以被傳輸?shù)男畔?以及推測(cè)上接收的)順序進(jìn)行確認(rèn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)設(shè)計(jì)ACK簡(jiǎn)單地以幀聚集的順序或以某些其它預(yù)定的順序發(fā)送。如果一個(gè)或多個(gè)ACK丟失，例如當(dāng)數(shù)據(jù)不正確地接收或STA超出范圍時(shí)，那么STA正確地接收它們的數(shù)據(jù)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隙簡(jiǎn)單地發(fā)送ACK。
參考圖8的時(shí)序圖，例如，幀900中的或與幀900相關(guān)的分組信息將包括用于STA1完成數(shù)據(jù)傳輸之后等待一個(gè)SIFS后發(fā)送其的確認(rèn)消息(ACK1)的指令。反過(guò)來(lái)，臺(tái)站STA2和STA3在分別發(fā)送它們的確認(rèn)消息ACK2和ACK3之前將再等待一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的延遲時(shí)間。優(yōu)選提供一個(gè)調(diào)整，例如，其中第二個(gè)臺(tái)站在某個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔過(guò)去之后將發(fā)送確認(rèn)消息(ACK2)，即使STA1由于某種原因不能發(fā)送ACK1。在一個(gè)實(shí)施例中，STA2在這種解決方案中將在其的確認(rèn)消息ACK2中包括一個(gè)暗示，即它沒(méi)有成功等待ACK1的傳輸并最后發(fā)送了其自己的確認(rèn)。
圖16是示意根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的聚集數(shù)據(jù)傳輸序列1600的時(shí)序圖。注意在這個(gè)實(shí)施例中，如果每個(gè)STA已經(jīng)正確地接收了發(fā)給它的數(shù)據(jù)，那么它返回一個(gè)聚集的ACk。例如，數(shù)據(jù)可以是MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元或MAC管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU/MMPDU)的形式。如果多個(gè)數(shù)據(jù)單元發(fā)送到單個(gè)的接收STA，那么僅僅需要單個(gè)ACK(從而其它的STA可以調(diào)整它們的ACK定時(shí))。優(yōu)選地，聚集幀控制字段中的持續(xù)時(shí)間值指向整個(gè)幀交換序列的末端，如圖16所示。每一個(gè)單獨(dú)的聚集ACK的持續(xù)時(shí)間值也可以指向整個(gè)幀交換序列的末端，同時(shí)最后一個(gè)的聚集ACK持續(xù)時(shí)間值設(shè)置為0。
在預(yù)期有多個(gè)接收站的地方，傳輸速度至少和最慢的臺(tái)站的速度一樣慢。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，至少可以部分地基于預(yù)期接受者的接收能力來(lái)選擇用于包含在傳輸幀中的分組，以便由于分組組的選擇方式而不必使用可能更低的速度與具有較高速度能力的臺(tái)站通信。
如上所述，本發(fā)明的這個(gè)方法在使用爭(zhēng)用接入方案(或爭(zhēng)用接入周期)的無(wú)線通信系統(tǒng)中是有用的。然而，該方法在例如IEEE 802.11PCF(單點(diǎn)協(xié)調(diào)功能)和HCCA(HCF(混合協(xié)調(diào)功能)控制信道接入—IEEE 802.11e)的自由爭(zhēng)用方案中也是有用的。這種通信系統(tǒng)可以使用多種協(xié)議。當(dāng)與使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的無(wú)線通信系統(tǒng)一起使用時(shí)，本發(fā)明的方法尤其有利。在OFDM中，通過(guò)采用反向快速傅立葉變換(IFFT)來(lái)創(chuàng)建時(shí)域信號(hào)，將數(shù)據(jù)符號(hào)映射為用于傳輸?shù)南鄬?duì)大量的副載波或頻率接收器。每個(gè)頻率接收器與其它頻率接收器都是正交的，以便它們不會(huì)(至少在理想的情況下)相互干涉。在接收機(jī)，使用快速傅立葉變換(FFT)將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換回頻域信號(hào)，以便能夠檢測(cè)到原始傳輸?shù)男畔⑿盘?hào)。OFDM比大多數(shù)其它方法更有效地利用了可用的頻譜，并因此可以使用給定的傳輸帶寬傳輸更多的數(shù)據(jù)。
在這種系統(tǒng)中，當(dāng)在傳輸時(shí)WLAN中的多個(gè)臺(tái)站與正交頻分復(fù)用接入(OFDMA)中使用的單個(gè)接入點(diǎn)通信。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)分組幀(如圖9所示的幀900)的確認(rèn)接收包含聚集分組數(shù)據(jù)時(shí)，臺(tái)站使用分組幀傳輸ACK方案。上面(參考圖8)描述的確認(rèn)方案代表了在現(xiàn)有技術(shù)之上的改進(jìn)，但在某些情形下不是最佳的，因?yàn)槊總€(gè)ACK仍是單個(gè)消息，該消息包含所有需要的開銷，例如用于同步的首標(biāo)。自然地，接收所傳輸?shù)闹T如分組幀900的分組幀的單個(gè)接收站不能聚集它們的確認(rèn)。每個(gè)臺(tái)站僅有產(chǎn)生它自己的確認(rèn)消息所需要的信息。因此響應(yīng)站一般(盡管、或許不是普遍地)能夠組合分組幀用于傳輸?shù)浇尤朦c(diǎn)。除非在特殊情況下，即使在包括能夠聚集分組數(shù)據(jù)用于傳輸?shù)膯蝹€(gè)臺(tái)站的WLAN中，這種站通常也不能聚集返回給傳輸站的確認(rèn)。
圖23是示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的聚集幀與聚集OFMDA ACK交換的時(shí)序圖2300。在OFMDA ACK之后，網(wǎng)絡(luò)返回到正常的信道接入過(guò)程。如果沒(méi)有正確地接收一個(gè)或多個(gè)ACK，那么發(fā)射機(jī)可能簡(jiǎn)單地使用補(bǔ)償和重傳過(guò)程。圖24示意了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的OFMDA ACK幀2400的格式。在這個(gè)實(shí)施例中，RA字段與相應(yīng)MPDU/MMPDU的地址2字段相同。如果發(fā)送多個(gè)MPDU/MMPDU到單個(gè)接收機(jī)，那么該接收機(jī)發(fā)回同等數(shù)量的聚集OFDMA ACK幀(假設(shè)接收成功)。
如上所述，可以預(yù)先確定用于網(wǎng)絡(luò)的副載波分配。圖25是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例為聚集的OFMDA ACK消息提供副載波分配的表格2500。在可選實(shí)施例中(未示出)，可以在傳輸聚集數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行分配。
在這個(gè)實(shí)施例中，為了克服其它方法的缺點(diǎn)，為每個(gè)預(yù)期的接受者分配一個(gè)OFMDA副載波的子集用于其自己?jiǎn)为?dú)的確認(rèn)消息(ACk)的傳輸。因此由接收站傳輸?shù)母髯訟CK實(shí)質(zhì)上同時(shí)到達(dá)接入點(diǎn)，在此它們能夠被解釋?，F(xiàn)在將描述用于處理所接收的這類確認(rèn)的方法。
首先，需要修改用于諸如根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)操作的那些網(wǎng)絡(luò)的前置碼結(jié)構(gòu)。為了參考，這個(gè)前置碼結(jié)構(gòu)在圖10中示意。圖10一般是展示在無(wú)線傳輸中使用的前置碼結(jié)構(gòu)1000的框圖。在前置碼1000中，所示意的字段A1到A7用于分組檢測(cè)信息、AGC以及分集選擇。字段A8到A10包含過(guò)程頻率偏移估計(jì)和符號(hào)定時(shí)信息。而字段CP、C1和C2包含用于信道估計(jì)的信息以及精確頻率偏移信息。根據(jù)本發(fā)明，前置碼結(jié)構(gòu)將使用同樣短的訓(xùn)練符號(hào)。一旦檢測(cè)到分組的邊緣，就能夠以正常的方式執(zhí)行分組檢測(cè)、頻率同步以及時(shí)間同步。在分組檢測(cè)中，借助延時(shí)及其相關(guān)算法，使用前置碼起始處的短訓(xùn)練符號(hào)周期來(lái)檢測(cè)接收分組的邊緣。
該算法在數(shù)學(xué)上描述為Cn=Σk=0L-1rn+krn+k+D*---(1)]]>Pn=Σk=0L-1||rn+k+D||2---(2)]]>其中D＝16，表示根據(jù)IEEE802.11A和IEEE802.11G標(biāo)準(zhǔn)所構(gòu)造的前置碼，而rn是接收信號(hào)。那么判定統(tǒng)計(jì)量mn計(jì)算為mn=|cn|2|pn|2---(3)]]>
這個(gè)算法的示例性信號(hào)流在圖11中顯示了。圖11是示意用于本發(fā)明的時(shí)延和相關(guān)算法的示例性結(jié)構(gòu)的信號(hào)流圖。經(jīng)(pn)2歸一化，強(qiáng)制所有響應(yīng)位于
之間，如圖12的曲線圖所示。圖12是示意圖11的延遲及相關(guān)分組檢測(cè)算法的響應(yīng)的曲線圖。然而，根據(jù)本發(fā)明，需要檢測(cè)最后一個(gè)分組的到達(dá)。圖13和圖14示意了分別檢測(cè)兩個(gè)ACK和本發(fā)明的組合ACK之間的區(qū)別。參考圖14，最后到達(dá)的分組的適當(dāng)邊緣發(fā)生在峰值點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)除去了歸一化因子以允許決策閾值超過(guò)無(wú)窮大。一旦檢測(cè)到分組，接收信號(hào)可以表示為rn＝r(nTs-TOFFSET)Ts＝KTSYSTOFFSET=
kTSYS---(4)]]>其中k是用于系統(tǒng)時(shí)鐘TSYS的過(guò)度采樣因子。在一個(gè)實(shí)施例中，TSYS在60MHz操作，因?yàn)镮FFT/FFT以20MHz進(jìn)行采樣，因此建立一個(gè)過(guò)度采樣因子k＝3。選擇TOFFSET以便由于實(shí)際延時(shí)(一個(gè)隨機(jī)變量)引起的誤差最小。在這種場(chǎng)合，最大的TOFFSET可以是TSYS/2。模擬結(jié)果表明由符號(hào)定時(shí)量化生成的內(nèi)載波干擾(ICI)是可以忽略的。然而，到達(dá)分組之間的相對(duì)時(shí)延限制為Dmax＝[2R/cTs] (5)其中R是DSS的以米為單位的支持半徑，C是光速，而Ts如之前的定義(見等式4)。
給出總的接收信號(hào)rn為rn=Σi=1hi⊗Xn+Di---(6)]]>由于循環(huán)前綴的原因，等式6中顯示的到每個(gè)臺(tái)站的傳輸信號(hào)之間的卷積以及其相應(yīng)的信道脈沖響應(yīng)(CIR)是循環(huán)的。這需要采用眾所周知的頻域乘積與時(shí)域卷積等價(jià)的傅立葉變換特性。
此外，基于傅立葉變換特性，每個(gè)延時(shí)致使頻域中的一個(gè)相移。這些相移需要在頻域中評(píng)估。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，為此目的修改了長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)。設(shè)計(jì)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)激勵(lì)I(lǐng)FFT/FFT的52個(gè)副載波，如圖15中所示。每個(gè)臺(tái)站傳輸激勵(lì)在OFDMA方案中分配的副載波群集的長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)部分。以這種方式，為感興趣的副載波評(píng)估與每個(gè)延遲相關(guān)的相位。以正常的方式執(zhí)行帶有信道評(píng)估群集的檢測(cè)。
用于IEEE 802.11a和IEEE 802.11g的副載波分配如下

需要注意的是，鑒于僅需要確定數(shù)據(jù)是否發(fā)送，所以測(cè)試用于白度或離散字母表確定的每個(gè)副載波群集就足夠了。通過(guò)使用信號(hào)結(jié)構(gòu)相關(guān)的時(shí)延，長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)頻域中的這個(gè)過(guò)程。在可選的實(shí)施例，由于沒(méi)有正確檢測(cè)其分組的臺(tái)站不傳輸ACK消息，所以能夠在副載波群集上執(zhí)行簡(jiǎn)單白度測(cè)試(whiteness test)。在這個(gè)實(shí)施例中，在頻域中執(zhí)行的信道評(píng)估在每個(gè)副載波上使用1-分接頭均衡操作。
先前的描述是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選例子，本發(fā)明的范圍不必限制于本描述。本發(fā)明的范圍由下列權(quán)利要求書定義。


權(quán)利要求
1.在根據(jù)信道接入?yún)f(xié)議傳送分組化的數(shù)據(jù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，一種傳送數(shù)據(jù)分組的改進(jìn)方法，所述方法包括步驟在發(fā)送站中使將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形成為多個(gè)分組；從所述多個(gè)分組中選擇用于聚集傳輸?shù)囊唤M分組；在所述發(fā)送站中創(chuàng)建與所述選擇的分組組相關(guān)的分組標(biāo)記；以及組裝至少一個(gè)包含所述選擇的分組組以及所述分組標(biāo)記的傳輸幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含具有多個(gè)字段的媒體接入控制(MAC)層首標(biāo)，并且所述方法還包括設(shè)置MAC層首標(biāo)字段的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含具有多個(gè)字段的物理層首標(biāo)，并且所述方法還包括設(shè)置物理層首標(biāo)字段的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括傳送所述傳輸幀的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在至少一個(gè)接收站中接收所述傳輸幀的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在所述至少一個(gè)接收站中確定所述接收的傳輸幀是否包含分組標(biāo)記的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括步驟解碼所述接收的傳輸幀；以及從所述解碼的幀中提取尋址到所述至少一個(gè)接收站的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括如果存在沒(méi)有尋址到所述至少一個(gè)接收站的提取數(shù)據(jù)，則丟棄所述提取數(shù)據(jù)的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括在所述接收站中生成確認(rèn)消息(ACK)的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在生成所述ACK之前，確定所述分組標(biāo)記是否包含ACK指令的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中如果存在ACK指令，所述生成ACK消息的步驟基于所述ACK指令而被執(zhí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述確認(rèn)指令包含與ACK傳輸定時(shí)相關(guān)的信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述與ACK定時(shí)相關(guān)的信息根據(jù)數(shù)據(jù)分組在傳輸幀中組裝的順序而導(dǎo)出。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)可以根據(jù)正交頻分復(fù)用接入(OFDMA)協(xié)議操作，并且所述ACK指令包含ACK副載波集分配，其中所述ACK副載波集是包含用于根據(jù)OFDM協(xié)議傳輸?shù)母陛d波子集的群集。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括從接收站接收至少一個(gè)ACK消息的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述至少一個(gè)ACK消息是多個(gè)ACK消息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述多個(gè)ACK消息中的每一個(gè)都占用唯一的ACK副載波集。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括使用延時(shí)和相關(guān)算法以檢測(cè)所述多個(gè)ACK中的各個(gè)ACK的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括使用白度測(cè)試以檢測(cè)所述多個(gè)ACK的單個(gè)ACK的步驟。
20.在可用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中通信的無(wú)線電臺(tái)站中，一種用于數(shù)據(jù)分組通信的改進(jìn)設(shè)備，所述設(shè)備包括第一無(wú)線臺(tái)站中的發(fā)射機(jī)；用于確定哪些數(shù)據(jù)分組將被分組到一起用以傳輸?shù)姆纸M選擇器；用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組的分組標(biāo)記的分組信息發(fā)生器；用于組裝包含所述確定的分組和分組標(biāo)記的傳輸幀的傳輸幀組裝器；其中所述組裝的傳輸幀將提供給所述發(fā)射機(jī)以傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)第二無(wú)線臺(tái)站。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中所述無(wú)線通信系統(tǒng)是無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，其中所述WLAN可根據(jù)OFDMA協(xié)議操作。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述第一無(wú)線臺(tái)站是WLAN接入點(diǎn)(AP)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)第二無(wú)線臺(tái)站是多個(gè)無(wú)線臺(tái)站。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其中所述傳輸幀包含尋址到所述多個(gè)無(wú)線臺(tái)站中的不同無(wú)線臺(tái)站的分組。
全文摘要
一種用于聚集無(wú)線通信系統(tǒng)中的分組的方法和設(shè)備。選擇將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并分組形成用于傳輸?shù)膸?。不是單?dú)發(fā)送每一個(gè)幀，而是將幀進(jìn)行分組并連同分組標(biāo)記傳輸，分組標(biāo)記告知接受者如何確認(rèn)傳輸數(shù)據(jù)的成功接收。在預(yù)定的時(shí)間發(fā)送ACK，或在OFDMA網(wǎng)絡(luò)的情況下一起由副載波劃分。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1830171SQ200480021694
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者約翰·特麗, 賈瑞·喬克拉 申請(qǐng)人:諾基亞公司