專利名稱：聚合將要在無線網(wǎng)絡(luò)中的信道上發(fā)送的幀的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)，并且尤其涉及的是在這種網(wǎng)絡(luò)中對幀進(jìn)行聚合(aggregate)。
背景技術(shù)：
無線通信、智能天線、數(shù)字信號處理以及VLSI這些領(lǐng)域的近期發(fā)展使得有可能在無線通信網(wǎng)絡(luò)的物理層提供很高的數(shù)據(jù)速率信道。與當(dāng)前可用的技術(shù)相比，這些技術(shù)所提供的數(shù)據(jù)速率至少高出了一個數(shù)量級。
開放式系統(tǒng)互連(OSI)模型定義了應(yīng)用、表示、會話、傳輸、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈路以及物理層。數(shù)據(jù)鏈路層包含了邏輯鏈路控制(LLC)層以及介質(zhì)訪問控制層。MAC層對如何能夠訪問網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，LLC層則管理幀同步、流量控制以及差錯校驗(yàn)。物理層在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信號。而本發(fā)明涉及的正是數(shù)據(jù)鏈路和物理層。
“IEEE 802.11n PARDraft Amendment to STANDARD forInformation Technology-Telecommunications and informationexchange between systems-Local and Metropolitan networks-Specificreq uirements-Part 11Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specificationsEnhancements for HigherThroughput”在MAC層規(guī)定了高達(dá)100Mbps的數(shù)據(jù)速率。而“IEEEP802.15.SG3a PARamendment to Standard for Telecommunicationsand Information Exchange Between Systems-LAN/MAN SpecificRequirementsHigher Speed Physical Layer Extension for the HighRate Wireless Personal Area Networks(WPAN)”則基于超寬帶(UWB)通信為個人局域網(wǎng)規(guī)定了110Mbps或更高的數(shù)據(jù)速率。
然而，由于用于MAC層的當(dāng)前協(xié)議將會導(dǎo)致相當(dāng)大的協(xié)議開銷，因此，要想在MAC服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)上提供100Mbps的吞吐量，單純的物理層解決方案并不能滿足需要。因此，當(dāng)前的MAC層協(xié)議必須加以改進(jìn)，以便支持更高的帶寬。
幀構(gòu)造如圖1所示，對依照IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的無線局域網(wǎng)(WLAN)中的發(fā)射機(jī)100而言，在MAC層120，從邏輯鏈路控制層(LLC)110接收的每一個MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)或幀111都附加了一個MAC報頭以及一個幀校驗(yàn)序列(FCS)尾部，以便形成MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)或幀121。在物理層，MPDU被接收作為物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)或幀122。在物理層130，物理層會聚過程(PLCP)報頭、PLCP前同步碼、尾部以及填充比特將會附加于PSDU幀122上，以便形成用于在信道上傳輸?shù)奈锢韺訁f(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)或幀131。
圖2顯示的是用于介質(zhì)訪問控制(MAC)層120上的MPDU幀121的格式200，而圖3顯示的是物理(PHY)層130上的PPDU幀131的格式300。PPDU幀包含了PLCP前同步碼1311、信號312以及數(shù)據(jù)字段313。此外，在標(biāo)準(zhǔn)文檔中還對關(guān)于這些格式中的其他字段的細(xì)節(jié)做出了規(guī)定。
幀傳輸依照IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)使用了分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)以及點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)來調(diào)整信道接入。DCF適用于基礎(chǔ)模式以及特殊模式，并且它遵循眾所周知的CSMA/CA的MAC范例。在發(fā)送每一個分組之前，發(fā)射站將會感測信道并且等待直到信道變得空閑為止。然后，所述站將會延遲DCF幀間空間(DIFS)的時間間隔，進(jìn)入退避(backoff)階段，并且確定一個被稱為退避時間的隨機(jī)時間間隔。該退避時間均勻分布在零與爭用窗口(CW)大小之間。在退避時間到期之后，在信道上僅僅發(fā)送一個幀，其后跟隨的則是來自接收站的ACK消息。廣播到所有站的幀不會得到應(yīng)答。為了降低沖突的可能性，在每一個察覺到的沖突之后，CW的大小將會增大，直至達(dá)到最大的CW值。在成功傳輸了一個幀之后，CW值將會復(fù)位到某個固定的最小值。
在無線網(wǎng)絡(luò)中，帶寬是一種非常缺乏的資源。對依照IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)需求的高吞吐量的WLAN來說，MAC協(xié)議必須實(shí)現(xiàn)70～80％的效率，以便滿足MAC服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)上的對于100 Mbps的比特速率的設(shè)計需求。與依照當(dāng)前的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的幀傳輸相關(guān)聯(lián)的開銷將會浪費(fèi)帶寬。如果單獨(dú)對每一個幀進(jìn)行應(yīng)答，那么后續(xù)項(xiàng)目則代表的是用于幀傳輸?shù)南喈?dāng)大的開銷MAC報頭、物理層報頭(PLCP報頭)、PLCP前同步碼、退避、DIFS時間、SIFS時間以及ACK消息。
期望的是減少這個開銷以便可以增加無線信道上的可用帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
未來的IEEE 802.11n標(biāo)準(zhǔn)需要在MAC SAP上提供100Mbps的吞吐量。在當(dāng)前的IEEE 802.11和IEEE 802.11e MAC協(xié)議中的各種機(jī)制具有相當(dāng)大的開銷，這些開銷將會導(dǎo)致帶寬減少。
因此，除非顯著提升協(xié)議效率，否則無法將當(dāng)前的MAC協(xié)議直接應(yīng)用于IEEE 802.11n標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明提供了一種用于聚合MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)以及物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)的方法。依照本發(fā)明的幀聚合方法在吞吐量方面實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)大的改進(jìn)，但是并沒有增加協(xié)議的復(fù)雜性。


圖1是依照本發(fā)明的無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射站中的層的框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的MPDU幀的框圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的PPDU幀的框圖；圖4是依照本發(fā)明的聚合MPDU幀的框圖；
圖5是依照本發(fā)明的QoS控制字段的框圖；圖6是依照本發(fā)明的聚合幀主體的框圖；圖7是依照本發(fā)明的聚合幀主體中的MSDU的報頭字段的框圖；圖8是依照本發(fā)明的聚合PPDU的框圖；圖9是圖8的PLCP報頭字段的詳細(xì)框圖；圖10是依照本發(fā)明的服務(wù)字段的詳細(xì)框圖；圖11是依照本發(fā)明的聚合BlockACK的詳細(xì)框圖；圖12是依照本發(fā)明的聚合BlockACK請求內(nèi)部的幀主體字段的框圖；圖13是依照本發(fā)明的BlockACK請求(BAR)控制字段的框圖；圖14是依照本發(fā)明的塊應(yīng)答的時序圖；圖15是依照本發(fā)明的BlockACK消息的框圖；圖16是依照本發(fā)明的BlockACK(BA)控制字段的框圖；圖17是依照本發(fā)明的BlockACK位映射字段的框圖；圖18是依照本發(fā)明的BlockACK請求幀的框圖；圖19是依照本發(fā)明的幀聚合參數(shù)的框圖；圖20依照本發(fā)明的發(fā)射站的框圖；以及圖21是依照本發(fā)明的接收站的框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中聚合幀的方法和系統(tǒng)。所述聚合可以在兩個級別、即MAC層中的MSDU級別以及PHY層中的PSDU級別上進(jìn)行。在MSDU級別上，具有相同目的地地址以及業(yè)務(wù)類別的幀被聚合成單個MPDU。具有不同目的地地址的MPDU幀是在PSDU級別上聚合的，由此將會共享單個PLCP前同步碼。這樣一來，在MSDU級別上的過多開銷、例如每一個MSDU的MAC報頭以及在PSDU級別上的過多開銷、例如PLCP前同步碼，將會在最大程度上得以減少，并且吞吐量將會顯著提升。如上所述，在PSDU級別上執(zhí)行聚合的方法還可以為那些在依照當(dāng)前的IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)中遭遇到內(nèi)部沖突的幀提供一種解決方案。所述聚合可以在其中任一個級別上進(jìn)行，或者也可以在兩個級別上進(jìn)行，這取決于應(yīng)用和業(yè)務(wù)需要。所述幀聚合可以在爭用和無爭用時段中進(jìn)行。此外，本發(fā)明還提供了一種用于應(yīng)答聚合幀的方法。
對本說明書和附加的權(quán)利要求書來說，下列術(shù)語是眾所周知的，并且在易于得到的IEEE標(biāo)準(zhǔn)文檔中對這些術(shù)語進(jìn)行了定義MSDU MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元MPDU MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元PSDU 物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元FCS 幀校驗(yàn)序列OFDM 正交頻分復(fù)用PPDU 物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元幀聚合——爭用時段MSDU級別上的聚合圖20顯示了依照本發(fā)明的發(fā)射站。對由LLC 110放置到MAC層120的隊(duì)列2001-2002中的MSDU幀111來說，判定是否對幀進(jìn)行聚合。所述判定是以幀的目的地地址以及業(yè)務(wù)類別(TID)為基礎(chǔ)的。如果目的地地址以及TID相同，那么這些幀被聚合成一個MPDU幀。
圖4顯示的是依照本發(fā)明的聚合MPDU幀400。幀400包括一個MAC報頭410以及一個聚合幀主體600。聚合MPDU幀可以具有任何滿足物理層的需要以及由傳輸時機(jī)(TXOP)所規(guī)定的相應(yīng)傳輸持續(xù)時間限制的長度。MAC報頭410的格式是由IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。然而，參見圖2，標(biāo)準(zhǔn)格式200的序列控制字段211現(xiàn)在被稱為“起始”序列控制字段411。這個字段表示聚合幀主體字段600中的第一個MSDU幀的序列號。該起始序列控制字段411的格式是由IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。由于聚合幀主體中的每一個MSDU幀都具有自己的FCS，因此，對于依照本發(fā)明的聚合MPDU 400來說不必具有如圖2所示的FCS 212。
圖5顯示的是QoS控制字段500。這個字段包含了TID字段511、服務(wù)時段末端(EOSP)字段512、ACK字段513、MPDU聚合字段514以及TXOP字段515。如果所述幀在主體600中聚合了多個MSDU，那么MPDU字段514將被置位成1。
圖6顯示的是具有多個MSDU三元組的聚合幀主體600的格式。每一個MSDU三元組610都包含了報頭700、MSDU幀612以及用于MSDU幀的FCS 613。FCS 613是依照IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)確定的。應(yīng)該指出的是，這個FCS僅僅屬于一個MSDU。
圖7顯示的是報頭字段700的格式700，其中包含了長度字段711、更多MSDU數(shù)據(jù)字段712、保留字段713以及序列控制字段714。長度字段表示的是緊接于其后的MSDU凈荷字段中的總字節(jié)數(shù)，并且該總數(shù)可高達(dá)2048。在這個報頭中的1比特的“更多MSDU數(shù)據(jù)”字段712表示是否存在跟隨在后的MSDU。序列控制是由IEEE802.11/11e標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。對每一個業(yè)務(wù)TID來說，序列控制都是唯一的。
PSDU級別上的聚合對發(fā)射站2000上的所有PSDU來說，無論其目的地地址或傳輸速率怎樣，它們都是可以被聚合的。如果滿足下文所述的一定條件，則可以使具有不同TID的PSDU適于聚合。MAC層120從LLC層110接收的每一個幀都會根據(jù)恰當(dāng)?shù)男诺澜尤敕椒ㄓ靡唤M與IEEE802.11e標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的TID相對應(yīng)的QoS控制參數(shù)500來爭用信道。在某一個序列中的某個幀能夠接入信道之后，只要用于該TID的TXOP得到兌現(xiàn)(honored)，那么該序列中的所有幀都是可以被聚合的。
依照當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)，如果用于具有不同TID的幀的退避計數(shù)器同時遞減到零，那么將會發(fā)生內(nèi)部沖突。依照當(dāng)前的IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)部沖突是通過發(fā)送具有最高優(yōu)先級的幀來解決的，較低優(yōu)先級的幀則會依照新的退避時段而被重新調(diào)度。
與之相反，本發(fā)明將會聚合內(nèi)部沖突中涉及的所有的幀，以及保存在與“贏得”接入爭用的幀相同的序列中的所有的幀。
圖8顯示的是依照本發(fā)明的聚合PPDU的格式800，其中包含了PLCP前同步碼字段811、PLCP報頭字段812和相應(yīng)的PSDU字段813、聚合塊ACK請求字段814、尾部字段815以及填充字段816。參見圖3，PLCP前同步碼813、尾部以及填充都是在IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的。
由于每一個PSDU都可以具有不同的目的地地址，因此PSDU的傳輸速率有可能不同于相鄰PSDU的傳輸速率。這是一個現(xiàn)有技術(shù)方案中所沒有的問題。
由此，在字段之間可以插入一個OFDM符號801，以使發(fā)射機(jī)能在相鄰PSDU的速率不同的情況下進(jìn)行速率調(diào)整。如果速率相同，則不需要OFDM符號801。OFDM符號具有唯一的模式，由此接收站可以將下一個PLCP報頭812的開始與前一個PSDU幀813的末端區(qū)分開來。應(yīng)該指出的是，如下文中更詳細(xì)描述的那樣，最后一個PSDU n以及后續(xù)的PCLP報頭n+1將被用于應(yīng)答控制。
圖9顯示的是報頭812的格式900，其中包括IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的速率字段911、奇偶性字段913、尾部字段913以及服務(wù)字段915。長度字段912表示的是相應(yīng)PSDU 813的長度。
圖10顯示的是服務(wù)字段915的格式1000，其中包含了擾頻初始化字段1011、參數(shù)字段1012以及保留字段1013。依照IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)，擾頻器的初始狀態(tài)被設(shè)定成一種偽隨機(jī)非零狀態(tài)。所有那些歸屬于某個MAC幀的符號都是通過使用相同的擾頻初始狀態(tài)發(fā)送的。接收機(jī)以相同的順序執(zhí)行解擾。
表A顯示了參數(shù)字段1012的可能的值。接收機(jī)使用參數(shù)字段來確定當(dāng)前PSDU幀中使用的聚合類型，并且還會確定同一個PPDU中的后續(xù)PSDU是否與當(dāng)前的PSDU幀具有相同的傳輸速率。這個信息還可以隱含地指示OFDM符號801是否為當(dāng)前的PSDU幀劃定了界限。
表A

應(yīng)答機(jī)制如上所述，參見圖8，最后的聚合PSDU n 813以及后續(xù)的PLCP報頭n+1 812被用于實(shí)現(xiàn)聚合BlcokACK請求功能。
圖11顯示了PSDU n+1(也稱為聚合BlockACK請求)的格式1100，它包含了幀控制字段1101、持續(xù)時間字段1102、接收機(jī)地址字段1103、發(fā)射機(jī)地址字段1104、聚合BlockACK請求幀主體字段1105以及FCS字段1106。接收機(jī)地址(RA)被設(shè)置成一個廣播地址，從而使得網(wǎng)絡(luò)中的每一個站都會解碼幀主體1105。發(fā)射機(jī)地址(TA)是發(fā)射機(jī)的MAC地址。持續(xù)時間字段1102以及FCS字段1106適用于所有那些聚合在聚合BlockACK請求幀主體1105內(nèi)部的BlockACK請求消息。
圖12顯示的是聚合BlockACK請求幀主體1105的格式1200。這個信息以基本傳輸速率進(jìn)行傳輸，從而確保得到可靠的接收。主體1200包含了至少一個BlockACK請求元素，其中包括持續(xù)時間字段1201、接收機(jī)地址字段1202、BAR控制字段1203、BlockAck起始序列控制(TID)字段1204以及FCS字段1205。持續(xù)時間字段1201適用于單獨(dú)的BlockACK請求元素。接收機(jī)地址(RA)1202是接收站的MAC地址。每一個接收機(jī)站對應(yīng)于聚合BolckACK請求幀主體中的一個元素。一個BlockACK請求元素可以包含多至四個的BlockACK起始序列號。
圖13顯示的是BlockACK請求控制字段的格式1300。該字段包含了類型字段1301、TID位映射字段102、初始退避值(IBV)字段1303以及保留字段1304。類型字段1301指示的是當(dāng)前BlockACK會話的類型。在表B中顯示了類型字段1301的可能的值。
表B

TID位映射字段1302的每一位用于四個可能的字段控制字段1204中的每一個字段。舉例來說，如果第二位是1，那么發(fā)射站(TA)的TID 0會從接收站(RA)請求一個用于一組幀的BlockACK，其中第一個幀具有序列控制字段“BlockACK起始序列控制(TID0)”。在TID位映射字段中，數(shù)字“1”與BlockACK請求元素中所包含的BlockACK起始序列控制字段的數(shù)字是相同的。借助該信息，接收機(jī)可以推斷出BlockACK請求元素的長度。參見圖14，IBV字段1303指示的是在發(fā)送BlockACK消息之前所要使用的退避時隙的數(shù)量。
圖14顯示的是用于塊應(yīng)答的定時。在接收到聚合幀1401之后，當(dāng)在接收到的聚合幀的最后一個PSDU中存在BlockACK元素時，接收站j會用BlockACK消息1405來應(yīng)答。為了發(fā)送BlockACK消息，所述站首先會將其退避計數(shù)器的初始值設(shè)定成IBV 1303。然后，接收站會在該站發(fā)送BlcokACK消息之前退避數(shù)量為IBV的時隙1403。對每一個BlockACK消息來說，所述站會用類似于CSMA的方法來接入信道。由于所述站是在信道變得空閑時在接收到幀1401之后的SIFS時間1042開始退避的，因此，在爭用信道的過程中，BlockACK消息將會具有最高優(yōu)先級，并且在具有其他類型的幀的BlockACK消息之間是不會出現(xiàn)沖突的。此外，由于接收了同一個PPDU中聚合的PSDU，因此在這里會為所有BlockACK消息指定不同數(shù)量的退避時隙。因此，可以消除這些BlockACK消息之間的潛在沖突，并且不同的接收機(jī)可以用一種無沖突的方式來應(yīng)答同一個聚合幀中包含的MSDU。
圖15顯示的是BlockACK消息1405的格式1500，其中包含了幀控制字段1501、持續(xù)時間字段1502、RA字段1503、TA字段1504、BlockACK控制(BA)字段1505、BlockACK起始序列控制字段1506、BlockACK位映射字段1507以及FCS字段1508。這些字段是依照IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)定義的，不同之處在于針對具有多個TID的幀的應(yīng)答可以被包含在單個BlockACK消息中。
圖16顯示的是BlockACK(BA)控制字段1505的格式1600，其中包含了類型字段1601、TID位映射字段1602、NAK字段1603以及保留字段1604。TID位映射字段1602與BlockACK請求元素中的TID位映射字段是相同的。NAK字段1603表明所使用的是肯定還是否定應(yīng)答。
圖17顯示的是BlockACK位映射字段1507的格式1700，其中包括成對的相對序列號字段1701以及經(jīng)過編碼的TID字段1702。每一個相對序列號(RSN)是以如下方式確定的。
RSN＝(TID x的序列號-TID x的起始序列號)經(jīng)過編碼的TID字段1702是與具有相對序列號的幀相關(guān)聯(lián)的TID的二進(jìn)制表示。由于在爭用時段中只存在四個優(yōu)先級，因此只要有兩個比特即可滿足需要。
用來代替包含固定長度的BlockACK位映射，要么僅僅正確的幀要么僅僅不正確的幀可以作為應(yīng)答，無論使用這其中的哪一個，其都是小的，相關(guān)的內(nèi)容可以參見2004年8月12日由Gu等人提交的名為“Method for Acknowledging Data Packets in a Network”的美國專利申請10/917,053，其中該申請?jiān)诖艘胱鳛閰⒖肌?br> 聚合幀大小調(diào)整在無線網(wǎng)絡(luò)中，信道狀態(tài)是快速變化的，尤其是當(dāng)所述站是移動臺的時候則更是如此。與較小的幀相比，如果信道質(zhì)量下降，那么較大的幀大小將會導(dǎo)致較高的丟失概率。因此，期望的是具有一個可以動態(tài)適應(yīng)即時信道狀態(tài)的幀大小。此外，傳輸速率同樣可以適應(yīng)于即時的信道狀態(tài)。因此，聚合幀大小的調(diào)整應(yīng)該結(jié)合速率調(diào)整方案來進(jìn)行。
無爭用時段對無爭用時段、例如HCCA來說，使用了參數(shù)化信道接入方法。傳輸時機(jī)(TXOP)是以每一個業(yè)務(wù)流(TS)為基礎(chǔ)來指定的。如果在特定時間上分配給業(yè)務(wù)流的TXOP無法得到完全使用，那么TS將會沒收未完成的TXOP，以便使所調(diào)度的下一個TS可以開始其TXOP。這樣一來，具有不同TID的幀的聚合將是不恰當(dāng)?shù)?。此外，由于每一個TS都是用唯一的源和目的地地址對來映射的，因此，具有不同的目的地地址的幀的聚合也是違反參數(shù)化業(yè)務(wù)傳輸?shù)幕驹淼?。由此，在諸如HCCA之類的無爭用時段期間，幀僅僅在MSDU級別上被聚合。然而，在其他的無爭用時段中，例如IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的PCF中，幀可以在MSDU以及PSDU級別上聚合，這是因?yàn)镻CF可以在一個輪詢操作中發(fā)送具有不同目的地的多個幀。
在關(guān)于爭用時段中的聚合的圖4～7中同樣顯示了無爭用時段中的MSDU聚合。在這里可以使用相關(guān)專利申請10/917,053中描述的BlockACK請求以及BlockACK消息。BlockACK請求幀的格式是在IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)中定義的，不同之處在于BA字段具有圖18所示的格式1800，其中包括類型字段1801、塊大小字段1802、保留字段1803以及TID字段1804。如上所述，類型字段1801表明所述BlockACK是用于無爭用時段中聚合的幀的。塊大小字段1802存儲需要應(yīng)答的幀的數(shù)量。TID字段1804表示與BlockACK消息相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)流。
幀聚合參數(shù)對于這里所描述的用于對幀進(jìn)行聚合的發(fā)射站來說，它將會檢查MAC報頭410的QoS控制字段500中的MPDU聚合字段514，以便確定接收站是否能夠處理聚合幀。這個操作是通過發(fā)送加法聚合級1/2(ADDAL)請求幀以及接收ADDAL響應(yīng)幀來進(jìn)行的。接收站可以選擇接受或拒絕該請求。如果接收站接受該請求，那么這些站可以協(xié)商幀聚合的最大大小。表C顯示了可能的操作字段值。
表C

ADDAL請求和AADDAL響應(yīng)具有表D中所述的相同的幀格式。
表D

分類字段被設(shè)定成4，它表示幀聚合。操作字段被設(shè)定成0和1，以便分別表示ADDAL請求或響應(yīng)。對話令牌字段被設(shè)定成一個由所述站選擇的非零值。幀聚合參數(shù)是在圖19中顯示的，它包含了聚合級別字段1901、最大幀大小字段1902以及TID字段1903。
在表E中顯示了聚合級別字段1901的格式。
表E

在支持MSDU級別上的幀聚合的時候，最大聚合幀大小1902表示的是最大的大小，該大小可以由發(fā)射機(jī)或接收機(jī)來確定，由此總是較小。TID字段1903表示的是為其協(xié)商幀聚合的TID。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)射機(jī)圖20顯示了用于在發(fā)射機(jī)上執(zhí)行幀聚合的結(jié)構(gòu)2000。該結(jié)構(gòu)包含了LLC層110、MAC層120以及PHY層130。MAC層包括用于已區(qū)分了優(yōu)先級的業(yè)務(wù)流的隊(duì)列2001以及用于參數(shù)化業(yè)務(wù)流的隊(duì)列2002。塊2010和2020分別在MAC層以及PHY層中實(shí)現(xiàn)這里所描述的MSDU以及PSDU級別的聚合。應(yīng)該指出的是，MSDU聚合是以每個隊(duì)列為基礎(chǔ)來進(jìn)行的，而PSDU聚合則是為具有不同TID的所有隊(duì)列同時進(jìn)行的。
當(dāng)在MAC層120上接收到來自LLC層110的MSDU幀之后，所述幀將會依照優(yōu)先級以及業(yè)務(wù)類別被保存在隊(duì)列2001-2002中。在爭用時段期間，信道接入是在某個幀變成了相應(yīng)隊(duì)列中的線路頭部(HOL)之后立即開始的。當(dāng)在信道爭用中取得成功之后，MSDU聚合將會掃描隊(duì)列，以便定位具有相同目的地地址的所有幀，然后，這些幀將會被聚合成單個MPDU，其中在所述幀上附加了恰當(dāng)?shù)膱箢^和尾部。
應(yīng)該指出的是，MSDU級別上的聚合幀的總大小將會遭遇到由相應(yīng)TXOP、當(dāng)前物理信道狀態(tài)以及物理層施加的最大幀大小限制所廢除(set aside)的限制。PSDU聚合是由成功的信道爭用事件調(diào)用的。PSDU爭用2020首先將會請求MSDU聚合2010檢查“獲勝的”隊(duì)列，并且收集所有那些TID相同但是目的地不同的幀。
如果發(fā)生內(nèi)部沖突，那么PSDU聚合單元2020會和與優(yōu)先級較低并且在內(nèi)部沖突中涉及的隊(duì)列相關(guān)聯(lián)的MSDU單元2010進(jìn)行通信。這些單元被要求從相應(yīng)的隊(duì)列中檢索線路頭部(HOL)幀。此外，MSDU單元還會判斷是否對這些檢索到的幀執(zhí)行聚合。最后，PSDU單元會為所收集的每一個MPDU幀附加PLCP報頭，并且將聚合幀傳遞到較低的功能塊，以便進(jìn)行調(diào)制和傳輸。在無爭用時段中，其中只會將MSDU單元應(yīng)用于隊(duì)列中的具有相同的業(yè)務(wù)類別以及目的地地址的幀。
接收機(jī)圖21顯示了接收機(jī)的結(jié)構(gòu)2100。在這個范例中，單元2110和2120分別執(zhí)行MSDU和PSDU解聚合(deaggregation)。PSDU解聚合單元2120將會移除PLCP報頭，并且將MPDU幀傳遞到MSDU解聚合單元2110，所述MSDU解聚合單元移除MAC報頭和尾部，并且暫時地將所有優(yōu)先級的MSDU幀保存在共享存儲器2101中，LLC層110從所述存儲器中檢索幀，以便進(jìn)行進(jìn)一步處理。
本發(fā)明的效果本發(fā)明能夠在高速無線局域網(wǎng)(WLAN)中實(shí)現(xiàn)大帶寬通信。本發(fā)明為高吞吐量的WLAN提供了一種靈活有效的幀聚合方法和系統(tǒng)。在應(yīng)用本發(fā)明的時候，這些幀可以在MSDU級別以及PSDU級別上進(jìn)行聚合，從而可以顯著減小與現(xiàn)有技術(shù)中的幀傳輸相關(guān)聯(lián)的開銷。本發(fā)明與依照IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)相兼容。本發(fā)明可以用于例如EDCA、ADCA之類的爭用時段期間的幀傳輸，以及例如HCCA、SCCA之類的無爭用時段期間的幀傳輸。本發(fā)明還可以應(yīng)用于在基礎(chǔ)模式或者特殊模式中工作的網(wǎng)絡(luò)以及其他網(wǎng)絡(luò)，例如依照IEEE802.15.3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)。
雖然在這里借助優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍以內(nèi)，可以進(jìn)行其他各種適應(yīng)和修改。因此，附加權(quán)利要求的目的是覆蓋所有這些落入本發(fā)明的真實(shí)實(shí)質(zhì)和范圍以內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于聚合將要在無線網(wǎng)絡(luò)中的信道上發(fā)送的幀的方法，包括在介質(zhì)訪問控制層中接收來自發(fā)射站中的邏輯鏈路層的多個MSDU幀；將選定的具有相同目的地地址以及相同業(yè)務(wù)類別的MSDU幀聚合成單個聚合MPDU幀；以及在無線通信網(wǎng)絡(luò)的信道上發(fā)送所述單個聚合MPDU幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括接收來自發(fā)射機(jī)中的介質(zhì)訪問控制層的多個聚合MPDU幀，以此作為PSDU幀；將選定的具有不同目的地地址以及不同業(yè)務(wù)類別的PSDU幀聚合成單個聚合PPDU幀；以及在無線通信網(wǎng)絡(luò)的信道上發(fā)送所述單個PPDU幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中MSDU幀的聚合是在爭用時段中進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中MSDU幀的聚合是在無爭用時段中進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中PSDU幀的聚合是在爭用時段中進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中聚合幀主體包含具有相同目的地地址以及相同業(yè)務(wù)類別的MSDU幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中MSDU幀采用MSDU三元組的形式，每一個MSDU三元組都包括MSDU報頭、MSDU幀之一、以及用于該MSDU幀的FCS。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括以不同的速率發(fā)送聚合PSDU幀中的選定的PSDU幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括在選定的具有不同速率的PSDU幀之間插入OFDM符號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括使用單個應(yīng)答消息來應(yīng)答所述單個聚合MSDU幀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括使用BlockACK消息來應(yīng)答所述單個聚合MSDU幀。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括使用單個消息來應(yīng)答所述單個聚合PSDU幀。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括使用BlockACK消息來應(yīng)答所述單個聚合PSDU幀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述單個聚合MSDU的大小是依照即時的信道狀態(tài)來調(diào)整的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述單個聚合MSDU的大小是依照傳輸速率來動態(tài)調(diào)整的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在多個隊(duì)列中存儲多個MSDU幀，并且MSDU幀的聚合是以每一個隊(duì)列為基礎(chǔ)來進(jìn)行的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以一種無沖突的方式來應(yīng)答選定的具有不同目的地地址的PSDU幀。
18.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括當(dāng)選定的具有不同目的地地址以及不同業(yè)務(wù)類別的PSDU幀在發(fā)射站中遭遇到內(nèi)部沖突的時候，聚合所述選定的PSDU幀。
19.一種用于聚合將要在無線網(wǎng)絡(luò)中的信道上發(fā)送的幀的系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)，它包括一個被配置成接收來自發(fā)射機(jī)的邏輯鏈路層的多個MSDU幀的介質(zhì)訪問控制層；用于將選定的具有相同目的地地址以及相同業(yè)務(wù)類別的MSDU幀聚合成單個聚合MPDU幀的裝置；以及物理層，它被配置成在無線通信網(wǎng)絡(luò)的信道上發(fā)送所述單個聚合MPDU幀。
全文摘要
一種方法將那些將要在無線網(wǎng)絡(luò)的信道上發(fā)送的幀聚合成單個幀。在介質(zhì)訪問控制層(MAC)中從發(fā)射站中的邏輯鏈路層(LLC)接收的具有相同目的地地址以及相同業(yè)務(wù)類別的多個MSDU幀被聚合成單個聚合MPDU幀，這個幀可以經(jīng)由該信道發(fā)送到接收站。此外，在傳輸之前，從介質(zhì)訪問控制層接收的具有不同目的地地址以及不同業(yè)務(wù)類別的聚合MSDU幀可以被進(jìn)一步聚合成單個聚合PPDU幀。
文檔編號H04L12/28GK1898912SQ20058000132
公開日2007年1月17日 申請日期2005年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者陶志峰, 顧大慶, 永井幸政 申請人:三菱電機(jī)株式會社