專利名稱：對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的中繼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，其中網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為具有固定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、自組織(ad hoc)或多跳(multi-hop)網(wǎng)絡(luò)、以及它們的混合體，也被公知為無線局域網(wǎng)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或無線多跳網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)：
終端及其相關(guān)的接入點(AP)之間的可靠且快速的通信是任何無線局域網(wǎng)(WLAN)中的關(guān)鍵問題之一，這是為了避免浪費重發(fā)時的功率，以及將共享無線電信道中的通信量減少到最少。事實上，多次重發(fā)是對通常由終端上的電池提供的寶貴能源的浪費，并且重發(fā)也會使對無線電資源的使用低效并且在網(wǎng)絡(luò)中的通信量相對較高的情況下會引起通信阻塞。WLAN中基于IEEE 802.11規(guī)范的發(fā)送機對它們的調(diào)制方案和編碼速率進(jìn)行調(diào)整，以便適合當(dāng)前的信道條件，從而使吞吐量最大化。每對調(diào)制方案和編碼速率具有其自身的、數(shù)據(jù)吞吐量相對于信噪比(SNR)的相關(guān)曲線，該曲線繼而限定了針對接收機處給定誤碼率(BER)要求的最合適的調(diào)制方案和編碼速率對。
雖然實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率自動選擇的技術(shù)是賣方設(shè)計問題，但基本上可被劃分為兩種方法，它們是基于統(tǒng)計的方法和基于SNR的方法。通常，不管數(shù)據(jù)速率選擇機制為何，更靠近AP的終端能夠使用高階調(diào)制和編碼速率，并因此能夠以比距AP較遠(yuǎn)的終端更高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
眾所周知的是，在WLAN系統(tǒng)中以低數(shù)據(jù)速率進(jìn)行收發(fā)的終端傾向于減少網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量，這對于以較高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)送的終端的通信是有害的，參見M.Heusse，F(xiàn).Rousseau，G.Berger-Sabattel和A.Duda的“PerformanceAnomaly of IEEE 802.11b”，Proc.INFOCOM 2003。發(fā)生這種情況是因為到數(shù)據(jù)幀被成功發(fā)送為止所經(jīng)過的時間是WLAN系統(tǒng)性能背后的關(guān)鍵因素，該性能是按照諸如吞吐量、延遲、抖動等的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評估的。例如，在擁堵的IEEE 802.11a/g(WLAN)網(wǎng)絡(luò)中以6Mbps的數(shù)據(jù)速率重發(fā)大數(shù)據(jù)幀對于網(wǎng)絡(luò)的整體性能的影響遠(yuǎn)大于以54Mbps的數(shù)據(jù)速率為重發(fā)相同的數(shù)據(jù)幀。
無線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作通信是一個新的研究領(lǐng)域，其近來吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的很大興趣，參見A.Nosratinia，T.E.Hunter和A.Hedayat的“CooperativeCommunication in Wireless Networks”，2004年10月的IEEE CommunicationsMagazine。在協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，兩個或更多個節(jié)點共享它們的數(shù)據(jù)并作為虛擬的天線陣列共同發(fā)送。圖14a至14c示出了一些現(xiàn)有技術(shù)的概念。圖14a顯示了發(fā)送機1400，其執(zhí)行向接收機1410的直接發(fā)送，這是一個簡單且普通的發(fā)送概念。圖14b顯示了經(jīng)由中繼站1420與接收機1410進(jìn)行通信的發(fā)送機1400。在該例子中，發(fā)送機1400將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到中繼站1420，中繼站繼而將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到接收機1410。
圖14c顯示了涉及中繼站1420、發(fā)送機1400和接收機1410的另一個通信概念。圖14b和14c中示出的概念之間的不同之處在于圖14c中的接收機1410接收來自發(fā)送機1400的直接傳輸，以及來自中繼站1420的發(fā)送信號的中繼版本。由于在圖14c中，接收機1410接收到同一傳輸?shù)膬蓚€版本，一個來自接收機1400，一個來自中繼站1420，因此能獲得分集增益。圖14c中的發(fā)送機1400和中繼站1420用作虛擬天線陣列。這使它們能夠獲得的數(shù)據(jù)速率和分集比它們可單獨獲得的數(shù)據(jù)速率和分集更高。在2003年11月的IEEE Trans.Commun.，vol.51，no.11，pp.1927-1938中A.Sendonaris，E.Erkip和B.Aazhang的“Usercooperation diversity-Part ISystem Description”、2003年11月的IEEETransaction on Communications，vol.51，no.11，pp.1939-1948中A.Sendonaris，E.Erkip和B.Aazhang的“User cooperation diversity-Part IIImplementationaspects and performance analysis”、以及2000年9月的Proc.IEEE WirelessCommunications and Networking Conference(WCNC)，pp.7-12中的J.N.Laneman和G.W.Wornell的“Energy-efficient antenna sharing and relaying forwireless networks”中描述了類似的概念。
將協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的概念實際應(yīng)用于例如WLAN系統(tǒng)對于改善網(wǎng)絡(luò)的整體性能具有極大的潛力，因為裝配有單個天線的終端能與其它對等終端協(xié)作，以提供與多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)類似的時空分集。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的傳輸概念具有這樣的問題，即正確的中繼站不能在移動環(huán)境中被有效地識別，因此無法利用虛擬天線陣列或MIMO傳輸?shù)暮锰帯?br> 例如，根據(jù)基于IEEE 802.11的機制，雙向和四向幀交換作為現(xiàn)有技術(shù)的一部分而被熟知。在雙向幀交換中，任意單個數(shù)據(jù)幀的成功解碼和接收是通過由接收機發(fā)送回發(fā)送機的確認(rèn)(ACK)控制幀進(jìn)行確認(rèn)的。如果發(fā)送機未接收到任何ACK幀，那么它會在一段時間之后重發(fā)該數(shù)據(jù)幀，該段時段被定義為分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔(DIFS＝Distributed-coordination-function inter-framespace)和另一個時間間隔范圍內(nèi)的隨機退避時段之和，該時段通常被寫為Time_Slot x
，其中Time_Slot表示物理層中的時隙的時長，CW表示[CWmin，CWmax]范圍內(nèi)的競爭窗口，其中如IEEE 802.11協(xié)議中所規(guī)定的，CWmin定義了最小競爭窗口而CWmax定義了最大競爭窗口。參數(shù)CW以值CWmin開始，且每次重發(fā)分組時將該值加倍，這造成了高延遲，尤其是當(dāng)需要多次重發(fā)的時候。
第二種傳輸機制為四向幀交換，其使用與上文所描述的相同的數(shù)據(jù)確認(rèn)幀交換，并且另外在該四向幀交換之前有一雙向幀交換，所述雙向幀交換含有發(fā)送請求(RTS＝request to send)幀和隨后的清除發(fā)送(CTS＝clear to send)幀。RTS-CTS幀的交換旨在對付隱藏節(jié)點問題，該問題指的是因發(fā)送機位于其信道感測范圍外的第三節(jié)點的發(fā)送而在接收機中引起的干擾。
如先前所描述的，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之后未接收到ACK幀通常被解釋為發(fā)送失敗，因此之后進(jìn)行相同數(shù)據(jù)幀的重發(fā)。未接收到ACK幀有兩個原因 ●例如通過在接收機處計算循環(huán)冗余碼校驗(CRC＝cyclic redundancycheck)而在數(shù)據(jù)分組中檢測到的錯誤。該錯誤可能由兩個原因引起，其中的第一個原因為因發(fā)送機和接收機之間的較差信道狀況而產(chǎn)生的比特錯誤，出現(xiàn)第二個原因是由于想要同時發(fā)送它們的幀的兩個或更多個終端產(chǎn)生的沖突。
●例如通過在原始發(fā)送機處計算CRC而在由接收機所發(fā)送的ACK幀中檢測到的錯誤。該ACK幀的非正確接收通常是由于因較差信道狀況而產(chǎn)生的但也可能是因分組沖突而產(chǎn)生的比特錯誤。
不管接收不到ACK幀背后的原因是什么，都重發(fā)原始數(shù)據(jù)幀。通常，距AP遠(yuǎn)的終端傾向于具有較差的信道狀況，因此以比離AP更近的終端低的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行工作。此外，距AP較遠(yuǎn)距離的終端對于同一小區(qū)內(nèi)的其它終端變成隱藏節(jié)點的概率更高。由于這些原因，通常終端以低數(shù)據(jù)速率所進(jìn)行的重發(fā)比終端以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行的重發(fā)更不合需要。現(xiàn)有技術(shù)的概念具有這樣的缺點，即特別是具有低數(shù)據(jù)速率的終端需要更大數(shù)量的重發(fā)，這是因為它們的信道狀況更差。于是，在小區(qū)容量或系統(tǒng)容量方面，整個系統(tǒng)的性能或小區(qū)的性能下降了。
在Proc.of IEEE International Conference on Wireless Networks，Communications and Mobile Computing 2005中S.Shankar，C.Chou和M.Ghosh的“Cooperative Communication MAC(CMAC)-A New MAC Protocolfor Next Generation Wireless LANs”中，作者從中心角度提供了一種緩和較差介質(zhì)訪問控制(MAC＝medium access control)的新方法。他們提出一種新MAC協(xié)議，稱為協(xié)作MAC(CMAC)，其通過引入通過用戶協(xié)作而提供的空間分集來增強現(xiàn)有的IEEE 802.11無線局域網(wǎng)MAC協(xié)議。在該方案中，伙伴終端通過AP重發(fā)未接收到確認(rèn)的其它終端所發(fā)送的幀。要重發(fā)的幀基于IEEE 802.11e規(guī)范所定義的機制，以較高的信道接入優(yōu)先級存儲在特殊隊列中。在這一工作中，既不考慮伙伴選擇方法，也不考慮前向糾錯能力。此外，該方案僅是為上行鏈路信道(即，從終端到接入點的傳輸)定義的。但是，下行鏈路(即，從接入點到終端的傳輸方向)仍然具有已知的缺點。因為通常下行鏈路通信量要多得多，這就成為一個大的缺點。
作者還提供了一MAC變體，其包括用以改善無線信道上的可靠性的前向糾錯(FEC＝forward error correction)方案，即所謂的FCMAC(FCMAC＝FECCMAC)。靜態(tài)或自適應(yīng)FEC算法在其開銷未與潛在的信道錯誤正確匹配的情況下會提高或降低無線網(wǎng)絡(luò)的性能，尤其是當(dāng)路徑損失寬幅波動的時候。所提出的方案基于如上所述的協(xié)作通信MAC，并引入了一種協(xié)作前向糾錯方案。數(shù)據(jù)幀被分為多個里德-所羅門編碼數(shù)據(jù)塊，這些數(shù)據(jù)塊被多個伙伴獨立地發(fā)送，從而每個伙伴僅處理這些編碼數(shù)據(jù)塊之一。該伙伴選擇機制還未被定義，并且所提出的方案僅適用于上行鏈路信道。下行信道(即從接入點到終端的傳輸)仍然具有已知的缺點。
在Proc.Of IEEE International Conference on Communications 2005中P.Liu，Z.Tao和S.Panwar的“A Cooperative MAC Protocol”中，作者提出了無線網(wǎng)絡(luò)中的用戶協(xié)作的概念，以改善如IEEE 802.11介質(zhì)訪問控制協(xié)議的性能。新MAC協(xié)議補充支持了IEEE 802.11b的多速率能力，且允許遠(yuǎn)離接入點的移動站利用中間站作為中繼站以較高的速率進(jìn)行發(fā)送。概述了新MAC協(xié)議的兩個變型，兩者都能增加整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量并減少平均分組延遲。
圖15a和15b示出了所提出的方法。圖15a和15b顯示了試圖將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到接收機Sd的發(fā)送機Ss。在它們中間，有一個中繼站Sh，該中繼站根據(jù)所提出的方案，能夠幫助發(fā)送機Sh向接收機Sd發(fā)送數(shù)據(jù)分組。圖15a和15b還顯示了參與信道競爭的兩個其它的終端STA1和STA2。根據(jù)上文所述的四向幀交換方案，發(fā)送機Ss將發(fā)送RTS分組，所述分組將被接收機Sd和中繼站Sh接收。然后，中繼站Sh通過向發(fā)送機Ss發(fā)送助手就緒(HR)分組而向發(fā)送機Ss指明經(jīng)由中繼站Sh的路徑提供比到接收機Sd的直接路徑更好的數(shù)據(jù)速率。根據(jù)圖15b，發(fā)送機Ss隨后先將數(shù)據(jù)發(fā)送到中繼站Sh，在此基礎(chǔ)上，中繼站Sh將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到接收機Sd。接收機Sd隨后通過發(fā)送ACK幀來向發(fā)送機Ss確認(rèn)數(shù)據(jù)的成功接收。在該論文中所描述的概念具有這樣的優(yōu)點，即只有一個傳輸路徑且不會向接收機提供分集增益。該方案向無線網(wǎng)絡(luò)中的站提供了一種在將幀直接發(fā)送到目的地或通過使用中繼節(jié)點來發(fā)送該幀之間進(jìn)行選擇的方法。選擇最佳路徑的標(biāo)準(zhǔn)是到達(dá)目的地的總傳輸時間，這可以通過測量所涉及節(jié)點之間的相關(guān)信道狀況而獲得。在該論文中定義的機制集中于選擇多跳網(wǎng)絡(luò)中用于傳輸?shù)淖罴崖窂健Ｋ娜秉c是既沒有考慮重發(fā)機制，也沒有考慮使用前向糾錯協(xié)作。此外，所提出的方法還具有這樣的缺點，即，通過HR分組，在網(wǎng)絡(luò)中引入了額外開銷，為此需要寶貴的傳輸資源。
圖16示出了如在常規(guī)的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)(即，現(xiàn)有技術(shù)無線LAN)中實現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)送。圖16顯示了一個接入點AP，三個終端S1、S2和S3，以及時間軸。終端S1嘗試在時刻i＝1向接入點AP發(fā)送數(shù)據(jù)分組。這也在時間軸上的時刻i＝1處被表示。從終端S1到接入點AP的第一次發(fā)送失敗，因此接入點沒有接收到數(shù)據(jù)分組。但是，該分組被正監(jiān)聽(overhear)信道的兩個其它終端S2和S3成功接收到。在接收機處，即在接入點AP處，考慮幀校驗序列(FCS＝frame check sequence)，即，評估所接收分組上的校驗和。如果該校驗和表示分組沒有被成功接收，那么該數(shù)據(jù)分組被丟棄或丟掉。如在時間軸上所表示的，在數(shù)據(jù)分組的第一次發(fā)送之后，終端S1等待了一段被稱為分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔(DIFS＝Distributed-coordination-function inter-frame space)的時間，之后，根據(jù)競爭窗口機制出現(xiàn)一退避時段。在下一發(fā)送時刻i＝2，終端S1執(zhí)行相同數(shù)據(jù)分組的第一次重發(fā)。與最初的發(fā)送一樣，在接入點AP處，數(shù)據(jù)分組沒有被成功接收，在此基礎(chǔ)之上終端S1再次等待一個直接幀間間隔并取得一新隨機退避時段，其中對于第二次重發(fā)，競爭窗口的范圍被加倍。每當(dāng)終端S1未接收到確認(rèn)幀時，就執(zhí)行重發(fā)。所有的重發(fā)都具有相同的分組丟失風(fēng)險。
因此，該現(xiàn)有技術(shù)概念具有這樣的問題，即通信鏈路未被充分利用。在所考慮的例子中，在“監(jiān)聽信道的混雜模式”下的終端S2和S3成功接收到前兩次發(fā)送，但是卻丟棄了分組。
在圖16所描述的例子中，終端S1第三次嘗試(i＝3)設(shè)法將數(shù)據(jù)分組成功地發(fā)送，這也在時間軸上被指明。因此，在數(shù)據(jù)分組的第三次發(fā)送之后，從接入點AP接收到確認(rèn)幀。該例子指出了現(xiàn)有技術(shù)概念沒有有效地利用無線電資源。在接入點AP處沒有成功計算出幀校驗序列的原因例如是較差的信道狀況，即產(chǎn)生了比特錯誤；或者由同時進(jìn)行發(fā)送的兩個或更多個終端產(chǎn)生的分組沖突。失敗的另一點是在終端S1處對確認(rèn)的幀校驗序列進(jìn)行的計算，該計算也可能失敗，這歸因于較差的信道狀況以及所產(chǎn)生的比特錯誤，或歸因于有沖突的發(fā)選。如在圖16中所描述的例子中所示，每當(dāng)發(fā)送不成功時，競爭窗口被加倍，并且計算一隨機退避時段。
在2006年7月IEEE transactions on communications，vol.54，no.7的“Cooperative Regions and Partner Choice in Coded Cooperative Systems”中，Z.Lin，E.Erkip和A.Stefanov將用戶協(xié)作闡述為一種在集中式和分布式無線網(wǎng)絡(luò)中獲得分集的有效方法。他們考慮了準(zhǔn)靜態(tài)瑞利衰落條件下的編碼協(xié)作系統(tǒng)并研究了伙伴選項或伙伴選擇問題。為了使協(xié)作是有益的，他們查明用戶間以及用戶到目的地的信道質(zhì)量的狀況。通過將幀錯誤率用作量度，他們定義了用戶協(xié)作增益(G)，用于在使用特定信道碼時評估協(xié)作發(fā)送相對于直接發(fā)送的相對性能改善。
他們引入了協(xié)作決策參數(shù)(CDP)，其是用戶到目的地的平均接收信噪比(SNR)的函數(shù)，并且該參數(shù)表現(xiàn)的是協(xié)作是否有用(G＞1或G＜1)這僅依賴于CDP，而不是用戶間的鏈路質(zhì)量。他們利用CDP的分析公式來研究用戶協(xié)作增益并提供用戶如何能在可能的伙伴中進(jìn)行選擇以使協(xié)作增益最大化的見解。它們首先考慮的是，當(dāng)一個或兩個伙伴在目的地處具有高的平均接收SNR時的漸近性能。然后，他們針對任意SNR，提供使協(xié)作有益的用戶和目的地位置的狀況。他們示出了這些協(xié)作區(qū)域，并且研究了最佳伙伴選擇的幾何條件。他們還定義了系統(tǒng)協(xié)作增益并示出了兩個用戶的協(xié)作益處。通過多個例子，該理論結(jié)果得到驗證。
在R.Madan，N.B.Mehta，A.E.Molisch和J.Zhang的“Energy-EfficientCooperative Relaymg over Fading Channels with Simple Relay Selection”中，考慮了一種協(xié)作無線網(wǎng)絡(luò)，其中信源向中繼器廣播數(shù)據(jù)，一些或所有這些中繼器協(xié)作地形成波束，從而將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。該網(wǎng)絡(luò)受制于整體停用(outage)約束。他們將用于協(xié)作通信的標(biāo)準(zhǔn)方法歸納為兩方面(i)他們明確地對獲取信道狀態(tài)信息(CSI)的成本進(jìn)行建模并化為因式；以及(ii)他們考慮中繼器的更一般性但卻簡單的選擇規(guī)則并計算中繼器中的最優(yōu)中繼器。這些規(guī)則包括作為特殊情況而在文獻(xiàn)中提出的多個中繼選擇標(biāo)準(zhǔn)。他們提出同類情況的分析結(jié)果，其中鏈路具有相同的平均信道增益。對于這種情況，我們顯示的是，最優(yōu)傳輸方案是簡單的并且能被有效地計算。數(shù)值結(jié)果顯示了雖然CSI的訓(xùn)練和反饋成本相當(dāng)大，但是中繼協(xié)作仍然是有益的。
另外的相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)為
●“Multiuser Detection for Cooperative Networks and PerformanceAnalysis”，L.Venturino，X.Wang and M.Lops，IEEE transactions on signalprocessing，vol.54，no.9，2006年9月，
●“A Simple Distributed Method for Relay Selection in CooperativeDiversity Wireless Networks，based on Reciprocity and ChannelMeasurements”，A.Bletsas，A.Lippman and D.P.Reed，
●“Grouping and Partner Selection in Cooperative Wireless Networks”，A.Nosratinia and T.E.Hunter，
●“Cooperative Source and Channel Coding for Wireless VideoTransmission”，Y.Wang，E.Erkip and H.Y. Mok，Polytechnic，Brooklyn，NewYork，http://vision.poly.edu:8080/～hoiyin/project1.htm

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于無線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作通信的更有效的概念，其允許利用空間分集增益和前向糾錯的好處。
該目的是通過根據(jù)權(quán)利要求1的中繼設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求25的數(shù)據(jù)分組中繼方法而實現(xiàn)的。
該目的是通過一種對要從第一伙伴發(fā)送機發(fā)送到第二伙伴發(fā)送機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的中繼設(shè)備而實現(xiàn)的，該中繼設(shè)備包括接收單元，該接收機單元用于接收數(shù)據(jù)分組以及當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機已經(jīng)成功接收到數(shù)據(jù)分組時接收要從第二為伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組。該中繼設(shè)備還包括幫助檢測器，用于在檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示符；和發(fā)送單元，用于響應(yīng)于幫助指示符而發(fā)送數(shù)據(jù)分組。需要幫助的情況是基于中繼設(shè)備和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路是否優(yōu)于第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路而進(jìn)行檢測的，第二通信鏈路是通過可從數(shù)據(jù)分組中得到的信息進(jìn)行評估的。
該目的是通過一種對要從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的方法而實現(xiàn)的，該方法包括接收數(shù)據(jù)分組的步驟以及當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機已經(jīng)成功接收到數(shù)據(jù)分組時接收要從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組的步驟。該方法還包括評估中繼設(shè)備和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路的步驟以及評估第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路的步驟。該方法還包括當(dāng)檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示符的步驟以及響應(yīng)于該幫助指示符而發(fā)送原始數(shù)據(jù)分組或該數(shù)據(jù)分組的編碼版本的步驟，其中基于第一通信鏈路是否優(yōu)于第二通信鏈路來檢測需要幫助的情況，該第二通信鏈路是通過可從數(shù)據(jù)分組中得到的信息進(jìn)行評估的。
本發(fā)明基于這樣一種發(fā)現(xiàn)，即編碼和空間分集可在無線網(wǎng)絡(luò)中得到利用以避免具有低數(shù)據(jù)速率的終端進(jìn)行重發(fā)，從而可以提高整個網(wǎng)絡(luò)的效率或吞吐量。本發(fā)明的設(shè)備允許具有到伙伴收發(fā)機或接入點的鏈路更好的終端來重發(fā)低數(shù)據(jù)速率終端發(fā)送或要接收的未成功解碼幀的編碼版本。快速重發(fā)原來在低數(shù)據(jù)速率信道上發(fā)送的編碼數(shù)據(jù)幀幫助減少了平均傳輸時間，因此增加了網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量并減少了傳輸延遲，這是例如在WLAN系統(tǒng)中使用的實時應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)。該協(xié)作方案包括令具有高數(shù)據(jù)速率和良好信道狀況的終端代表具有低數(shù)據(jù)速率和差信道狀況的終端以原始形式或以更短的編碼版本重發(fā)分組。
本發(fā)明包括基于IEEE 802.11在WLAN中執(zhí)行編碼重發(fā)的方法?；锇榈倪x擇是由相同的終端以分布形式，通過與信道之間的相對信道質(zhì)量相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行比較而動態(tài)地進(jìn)行的，所述參數(shù)例如為信噪比(SNR)、數(shù)據(jù)速率、分組丟失率等，并且該選擇也能根據(jù)如IEEE 802.11e提供的信道接入優(yōu)先分區(qū)機制來控制，例如在S.Mangold等人的“IEEE 802.11e Wireless LAN for Quality ofService”，Proceddings of European Wireless 2002中提供了所述機制。在本發(fā)明的一個實施例中，對編碼重發(fā)伙伴的動態(tài)自選擇是基于源終端或第一伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)速率，所述數(shù)據(jù)速率可通過對在IEEE 802.11協(xié)議中定義的物理層會聚過程(PLCP＝physical layer convergence procedure)報頭的數(shù)據(jù)速率字段進(jìn)行監(jiān)聽而得到。
在本發(fā)明的另一個實施例中，編碼重發(fā)伙伴的選擇可以基于通信類別。于是，編碼重發(fā)伙伴的選擇可單獨為每個通信類別進(jìn)行，即在例如執(zhí)行延遲敏感業(yè)務(wù)(如IP語音(VoIP＝voice over internet protocol))的伙伴之間進(jìn)行選擇，或者可以通過根據(jù)之前的重發(fā)次數(shù)動態(tài)地升級通信類別來進(jìn)行，或者主要通過針對編碼重發(fā)數(shù)據(jù)幀加入一些其它類型的接入優(yōu)先區(qū)分機制來進(jìn)行。在關(guān)于IEEE 802.11的服務(wù)質(zhì)量擴展的IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)中定義了通信類別。根據(jù)IEEE 802.11e的通信類別，尤其可為編碼重發(fā)分組創(chuàng)建新的通信類別，從而使得例如在一個實施例中，每次數(shù)據(jù)幀被重發(fā)時，數(shù)據(jù)幀就被升級到更高的接入優(yōu)先級類別。此外，也能考慮為重發(fā)送數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先區(qū)分創(chuàng)建新的動態(tài)自動重復(fù)請求(ARQ＝automatic repeat request)機制。
本發(fā)明的實施例提供了這樣的優(yōu)點，即通過使重發(fā)更可靠，可以減少例如在WLAN系統(tǒng)中發(fā)送的通信量。此外，本發(fā)明的中繼設(shè)備或本發(fā)明的方法通過減少在重發(fā)中所花費的時間量，從而增加了例如WLAN系統(tǒng)中的總吞吐量。這是能實現(xiàn)的，因為高數(shù)據(jù)速率的站能代表低數(shù)據(jù)速率的站重發(fā)編碼分組。此外，本發(fā)明的方法為僅配備有單個天線的終端創(chuàng)建了具有類似于MIMO的特性的協(xié)作傳輸系統(tǒng)，相應(yīng)地可以創(chuàng)建虛擬天線陣列。本發(fā)明的實施例還提供了這樣的優(yōu)點，即它們定義并詳細(xì)說明了用于WLAN系統(tǒng)的實用協(xié)作重發(fā)方案，其中僅對IEEE 802.11協(xié)議做了可選修改。此外，在本發(fā)明的實施例中可以容易地執(zhí)行前向糾錯編碼。本發(fā)明的實施例在上行鏈路(即當(dāng)從終端向接入點進(jìn)行發(fā)送時)和下行鏈路(即當(dāng)從接入點向終端進(jìn)行發(fā)送時)這兩個傳輸方向上都提供了顯著的優(yōu)點和好處。本發(fā)明的方法使得能夠動態(tài)地進(jìn)行伙伴選擇而不會給網(wǎng)絡(luò)引入信令開銷。



本發(fā)明的實施例通過使用附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在附圖中 圖1顯示了本發(fā)明的中繼設(shè)備的實施例的框圖； 圖2顯示了應(yīng)用了本發(fā)明的方法的示例情形； 圖3顯示了本發(fā)明中繼設(shè)備的實施例進(jìn)行上行鏈路傳輸?shù)氖纠鞒虉D； 圖4顯示了示例性接入點進(jìn)行上行鏈路傳輸?shù)牧鞒虉D； 圖5顯示了示例性發(fā)送機進(jìn)行上行鏈路傳輸?shù)牧鞒虉D； 圖6顯示了示出用于下行鏈路傳輸?shù)谋景l(fā)明方法的示例性情形； 圖7顯示了本發(fā)明的示例性中繼設(shè)備進(jìn)行下行鏈路傳輸?shù)牧鞒虉D； 圖8顯示了示例性接入點進(jìn)行下行鏈路傳輸?shù)牧鞒虉D； 圖9顯示了示例性接收機進(jìn)行下行鏈路傳輸?shù)牧鞒虉D； 圖10顯示了示出本發(fā)明的協(xié)作編碼傳輸?shù)膶嵤├氖纠郧樾危? 圖11顯示了示出本發(fā)明的在上行鏈路信道中的協(xié)作編碼重發(fā)的實施例的情形； 圖12顯示了示出本發(fā)明的在下行鏈路信道中的協(xié)作編碼重發(fā)方法的情形； 圖13顯示了示出本發(fā)明的多次編碼重發(fā)方法的情形； 圖14a-c示出了現(xiàn)有技術(shù)的傳輸概念； 圖15a和15b示出了執(zhí)行現(xiàn)有技術(shù)的通信的兩個情形； 圖16示出了WLAN的現(xiàn)有技術(shù)的通信。

具體實施例方式 圖1顯示了本發(fā)明的中繼設(shè)備100的實施例的框圖。圖1顯示了接收單元110、幫助檢測器120以及發(fā)送單元130。用于對要從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的該中繼設(shè)備100包括接收單元110，該接收單元110用于接收該數(shù)據(jù)分組以及在第二伙伴收發(fā)機已成功接收到該數(shù)據(jù)分組時接收從第二伙伴收發(fā)機向第一伙伴收發(fā)機發(fā)送的確認(rèn)分組。
在下面將討論本發(fā)明的多個實施例。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)情形中，對上行鏈路和下行鏈路傳輸方向進(jìn)行區(qū)分。本發(fā)明的中繼設(shè)備100接收從第一伙伴收發(fā)機向第二伙伴收發(fā)機發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。本發(fā)明的實施例參考例如WLAN系統(tǒng)，其中在上行鏈路中多個終端或發(fā)送機向一個接入點或接收機發(fā)送信號。在該情形下，第一伙伴收發(fā)機是嘗試將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到對應(yīng)于第二伙伴接收機的接入點的終端。本發(fā)明的中繼設(shè)備100能集成到終端或接入點中，相應(yīng)地在實施例中，所有終端或接入點可以是本發(fā)明的中繼設(shè)備100。在下行鏈路中，接入點或發(fā)送機將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到終端或接收機，因此在該情形下，第一伙伴收發(fā)機為接入點，而第二伙伴接收機指的是終端。與上文所提到的相似，本發(fā)明的中繼設(shè)備可集成在任何終端或接入點中。
第二伙伴收發(fā)機例如可通過評估誤碼率、信噪比、幀校驗序列等來檢測數(shù)據(jù)分組的成功接收。存在多種可以想到的機制供第二收發(fā)機用來檢測數(shù)據(jù)分組的接收是否成功。對于本發(fā)明的中繼設(shè)備100來說重要的是，第二收發(fā)機未確認(rèn)數(shù)據(jù)分組的成功接收。
此外，中繼設(shè)備100包括幫助檢測器120，該幫助檢測器120用于當(dāng)檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示符；其中該需要幫助的情況是基于中繼設(shè)備100和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路是否優(yōu)于第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路而進(jìn)行檢測的，該第二通信鏈路根據(jù)從數(shù)據(jù)分組中可得到的信息來評估。需要幫助的情況與第二收發(fā)機未通過確認(rèn)分組來確認(rèn)成功接收有緊密聯(lián)系。在本發(fā)明的實施例中，這種需要幫助的情況例如可以由嘗試將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到第二收發(fā)機(其未確認(rèn)成功的接收)的第一收發(fā)機來創(chuàng)建。在一個實施例中，幫助檢測器120適于還基于定時器屆滿來檢測需要幫助的情況，如果在接收到數(shù)據(jù)分組之后在一定時間間隔內(nèi)未接收到確認(rèn)分組，則定時器屆滿。
如果中繼設(shè)備100對于第一伙伴收發(fā)機和第二伙伴收發(fā)機經(jīng)歷的信道狀態(tài)或通信鏈路比第一伙伴收發(fā)機和第二伙伴收發(fā)機之間的信道狀態(tài)更好，并且如果中繼設(shè)備100已成功接收到數(shù)據(jù)分組，則中繼設(shè)備可通過重發(fā)第一收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組或其編碼版本從而節(jié)省寶貴的傳輸資源。中繼設(shè)備100、第一伙伴收發(fā)機和第二伙伴收發(fā)機之間的通信信道的狀態(tài)可根據(jù)各種評估量度來確定。在一個實施例中，可通過可從數(shù)據(jù)分組中清楚得到的信息(即，包含在數(shù)據(jù)分組的控制信息部分或報頭部分中的信息)來評估通信鏈路。在涉及WLAN的一個實施例中，可從分組的報頭中讀取數(shù)據(jù)速率。
在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)數(shù)據(jù)分組本身進(jìn)行確定，例如在WLAN組網(wǎng)情形中，可從與所使用的數(shù)據(jù)速率相對應(yīng)的物理層會聚過程報頭確定評估量度。
其它實施例可通過可從數(shù)據(jù)分組中的隱含獲得的信息來利用評估通信鏈路，諸如通過確定數(shù)據(jù)分組的大小、傳輸時長、調(diào)制方案、或者傳輸帶寬來推斷通信鏈路的質(zhì)量。
響應(yīng)于幫助指示符的數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)送由包含在本發(fā)明的中繼設(shè)備100內(nèi)的發(fā)送單元130來執(zhí)行。
如上文所描述的，中繼設(shè)備100特別是幫助檢測器120適于基于由數(shù)據(jù)速率、信噪比、信號對噪聲和干擾的比、分組丟失率、誤碼率、重發(fā)平均次數(shù)或通信類別組成的組中的一個或組合，來評估中繼設(shè)備100與第一和第二伙伴收發(fā)機之間的通信鏈路，特別是評估第一和第二伙伴收發(fā)機之間的通信鏈路。在本發(fā)明的另一個實施例中，基于該評估來確定伙伴收發(fā)機，即，不是所有潛在收發(fā)機都是伙伴收發(fā)機。在本發(fā)明的一個實施例中，潛在伙伴收發(fā)機的選擇也可基于通信鏈路的評估量度。在本發(fā)明的一個實施例中，僅針對從伙伴收發(fā)機接收到的數(shù)據(jù)分組提供幫助指示符，其中伙伴收發(fā)機滿足如下標(biāo)準(zhǔn)中繼設(shè)備100與第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路優(yōu)于第一伙伴收發(fā)機和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路。在一個實施例中，第一通信鏈路可通過從所接收的數(shù)據(jù)分組中讀取的數(shù)據(jù)速率來評估。第二通信鏈路可通過用于數(shù)據(jù)分組的在前發(fā)送的自身數(shù)據(jù)速率或自身平均數(shù)據(jù)速率來評估，該數(shù)據(jù)分組是在中繼設(shè)備100本地創(chuàng)建的。在一個實施例中，需要幫助的情況僅在自身數(shù)據(jù)速率或自身平均數(shù)據(jù)速率高于從所接收的數(shù)據(jù)分組中讀取的數(shù)據(jù)速率時被檢測。在其它實施例中，當(dāng)確定需要幫助的情況時，也可以考慮評估第一伙伴收發(fā)機和中繼設(shè)備之間的第三通信鏈路。如果根據(jù)上行鏈路傳輸而確定了需要幫助的情況對于下行鏈路傳輸同樣有效，即一實施例可在兩個伙伴收發(fā)機之間相互建立需要幫助的情況，則尤其要評估第三通信鏈路。在本發(fā)明的另一個實施例中，如果本發(fā)明的中繼設(shè)備100具有可供發(fā)送的另一個數(shù)據(jù)分組，所述另一個數(shù)據(jù)分組不是從另一個收發(fā)機接收的而是在本地創(chuàng)建并安排進(jìn)行發(fā)送的，則本發(fā)明的中繼設(shè)備100僅創(chuàng)建幫助指示符，相應(yīng)地轉(zhuǎn)發(fā)所接收的數(shù)據(jù)分組。在該實施例中，發(fā)送單元130適于例如以背負(fù)式(piggybacked)方式將該數(shù)據(jù)分組和該另一數(shù)據(jù)分組一起發(fā)送。此外，在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明的中繼設(shè)備100適于在從第二伙伴收發(fā)機接收到確認(rèn)分組的情況下或者在從第一伙伴收發(fā)機接收到數(shù)據(jù)分組之后經(jīng)過了特定丟棄時間間隔的情況下丟棄所接收的數(shù)據(jù)分組。在另一個實施例中，本發(fā)明的中繼設(shè)備100適于在經(jīng)過了特定重發(fā)時間之后重復(fù)發(fā)送，特別是發(fā)送單元130可適于執(zhí)行重發(fā)。
在本發(fā)明的其它實施例中包括將重發(fā)指示符包含進(jìn)來，例如表示為比特或標(biāo)記。在這些實施例中，所轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組被本發(fā)明的中繼沒備100進(jìn)行標(biāo)記以向其它收發(fā)機創(chuàng)建一表明該發(fā)送已經(jīng)是協(xié)作重發(fā)的指示。在本發(fā)明的另一個實施例中，標(biāo)記被計數(shù)器或標(biāo)識所代替以實現(xiàn)某中繼路徑，該中繼路徑可能由多個本發(fā)明的中繼設(shè)備組成。計數(shù)器可加以限制以限制中繼或多跳路徑的長度。此外，在本發(fā)明的另一個實施例中，本發(fā)明的中繼設(shè)備100適于接收多確認(rèn)或組合確認(rèn)分組，其中多個數(shù)據(jù)分組或一個數(shù)據(jù)分組和另一個數(shù)據(jù)分組被同時確認(rèn)，其中所述數(shù)據(jù)分組可以是經(jīng)中繼的分組而所述另一個數(shù)據(jù)分組可以是本地創(chuàng)建的分組。
在本發(fā)明的另一個實施例中，本發(fā)明的中繼設(shè)備100適于對接收的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換。該實施例執(zhí)行前向糾錯編碼，其中中繼設(shè)備100例如可只轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組的奇偶校驗位或代碼轉(zhuǎn)換版本。在一個實施例中，當(dāng)重發(fā)原始數(shù)據(jù)分組時，在第二伙伴收發(fā)機處實現(xiàn)追趕合并，或者當(dāng)提供原始數(shù)據(jù)分組的代碼轉(zhuǎn)換版本時，在第二伙伴收發(fā)機處實現(xiàn)遞增冗余合并。在另一個實施例中，代碼轉(zhuǎn)換適合中繼設(shè)備100和第二伙伴收發(fā)機之間的通信鏈路的質(zhì)量或信道質(zhì)量。
一個實施例可以是在具有到接入點的優(yōu)良通信鏈路的第一終端執(zhí)行語音會話的WLAN情形中，因此只進(jìn)行短的高速率傳輸。具有較差通信連路的第二終端也嘗試將視頻呼叫中的視頻分組發(fā)送到接入點，但是它是以較低的速率使用較長的傳輸發(fā)送的。在第一終端從第二終端正確地接收到視頻分組但是接入點失敗的情況下，第一終端可轉(zhuǎn)發(fā)從第二終端接收的分組。鏈路上用以檢測需要幫助的情況的條件得以滿足，因為第一終端比第二終端支持更高的數(shù)據(jù)速率，該數(shù)據(jù)速率例如可由第一終端從視頻數(shù)據(jù)分組的分組報頭中讀取。實施例提供更高的系統(tǒng)容量和某些服務(wù)的擴展覆蓋范圍的優(yōu)點(這從上文的例子中可以看出)，其中沒有第一終端充當(dāng)本發(fā)明的中繼設(shè)備100的話，第二終端將根本不能建立視頻呼叫。
圖2顯示了一個示例情形，用于詳細(xì)解釋本發(fā)明的中繼設(shè)備和本發(fā)明的方法。圖2顯示了普通IEEE 802.11a/g WLAN的例子，該WLAN具有8個相應(yīng)的數(shù)據(jù)速率區(qū)域，這些區(qū)域用標(biāo)注有6Mbps到54Mbps的不同數(shù)據(jù)速率的同心圓進(jìn)行標(biāo)記。多個終端分散在覆蓋區(qū)域中，其中在下面的例子中只考慮標(biāo)注為節(jié)點1的終端和標(biāo)注為節(jié)點2的終端，以及位于中心的接入點AP。假設(shè)在調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)數(shù)率使之適應(yīng)其相應(yīng)信道狀態(tài)發(fā)生之后，終端的數(shù)據(jù)速率相對穩(wěn)定。例如如果在最后N個發(fā)送的數(shù)據(jù)幀期間以給定數(shù)據(jù)速率D進(jìn)行成功發(fā)送的比率大于K％，則終端被認(rèn)為具有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)速率D。對于本發(fā)明說明書的剩余部分，術(shù)語“穩(wěn)定數(shù)據(jù)速率”指的是滿足任意相關(guān)終端的上述指定要求的數(shù)據(jù)速率。因此在該例子中，接入點充當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機，節(jié)點1指第一伙伴收發(fā)機且節(jié)點2指中繼設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明方法和本發(fā)明的中繼設(shè)備，具有等于或大于DR_thr_up的穩(wěn)定數(shù)據(jù)速率的每一終端被允許代表具有較低數(shù)據(jù)速率的終端重發(fā)數(shù)據(jù)幀，從而 DR_thr_up＝α·DR_tx 其中，α＞1，DR_tx表示具有較低數(shù)據(jù)速率的終端的數(shù)據(jù)速率，且DR_thr_up≤Max_Data_Rate。因此，具有[DR_thr_up，Max_Data_Rate]范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率的每個終端能都能成為發(fā)送失敗的終端的可能的重發(fā)發(fā)送機或中繼設(shè)備。在本發(fā)明的一個實施例中，通信鏈路之間的關(guān)系是通過數(shù)據(jù)速率量度來評估的。例如，在IEEE 802.11a或g的情況中，參數(shù)Max_Data_Rate被設(shè)定為54Mbps。
例如，DR_tx可通過監(jiān)聽其它終端發(fā)送到接入點AP的數(shù)據(jù)幀的物理層會聚過程(PLCP)報頭來獲得，也就是說，在本發(fā)明該實施例中，與通信鏈路的量度相關(guān)的信息包含在數(shù)據(jù)分組本身中。PLCP總是以由物理層所支持的最低數(shù)據(jù)速率發(fā)送，該數(shù)據(jù)速率在IEEE 802.11a或g的情況中例如為6Mbps。
為了清楚起見，假設(shè)在圖2中所示出的例子中，選擇α＝2，并且以6Mbps從節(jié)點1向AP發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不能被接入點AP成功解碼。但是應(yīng)該注意的是，在其它實施例中，α也可動態(tài)地調(diào)整。例如，它可依賴于網(wǎng)絡(luò)或通信量狀態(tài)而動態(tài)調(diào)整。由于在接入點AP上的對例如循環(huán)冗余校驗(CRC)的計算不成功，所以接入點AP不發(fā)送確認(rèn)幀并在例如被稱為T_ap的一段時間內(nèi)保持，以將數(shù)據(jù)幀成功解碼，該段時間是一實現(xiàn)問題，但基本上應(yīng)當(dāng)通過允許編碼重發(fā)的次數(shù)M(將在本說明中稍候被提到)和特殊緩沖器中的未成功解碼數(shù)據(jù)幀來定義，該未成功解碼數(shù)據(jù)幀等待來自節(jié)點1的正常重發(fā)或來自中繼節(jié)點或中繼設(shè)備的幀的FEC(FEC＝forward error correction，前向糾錯)編碼重發(fā)以便對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行成功解碼。這是與如802.11的常規(guī)系統(tǒng)的主要不同點，在常規(guī)系統(tǒng)中，未成功解碼的分組在接收機處被立即丟掉。所有監(jiān)聽節(jié)點1發(fā)送的數(shù)據(jù)幀并滿足以下三個條件的終端可創(chuàng)建節(jié)點1發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的編碼版本并充當(dāng)中繼設(shè)備 ●具有等于或大于DR_thr_up＝12Mbps的穩(wěn)定數(shù)據(jù)速率，其中α＝2 ●在其緩沖器中具有至少一個等待發(fā)送的分組，這是一個可選條件。該條件不是嚴(yán)格必要的，因為沒有要發(fā)送的分組的終端能將其它終端發(fā)送的成功解碼分組添加到其自身的傳輸緩沖器中并因此參與802.11中定義的信道競爭。選擇任一替代方案都是實現(xiàn)問題，但是就寬帶使用而言，背負(fù)式選項更有效。
●已監(jiān)聽到并成功計算出節(jié)點1發(fā)送的分組的CRC。
如果滿足上述條件的終端之一未聽到接入點AP向節(jié)點1發(fā)送的確認(rèn)幀且恰好在節(jié)點1之前通過公共CSMA/CA(CSMA/CA＝Channel Sensing MultipleAccess/Collision Avoidance，載波偵測多點接入/沖突避免)機制接入信道，則它在將自身數(shù)據(jù)幀發(fā)送到接入點AP之前將節(jié)點1發(fā)送的FEC編碼數(shù)據(jù)幀背負(fù)式到其自身數(shù)據(jù)幀上。要注意，上文的三個條件定義了包括在本發(fā)明的中繼設(shè)備中的幫助檢測器在該實施例中創(chuàng)建幫助指示的要求。假設(shè)圖2中的節(jié)點2滿足這三個在前的要示且在節(jié)點1發(fā)送失敗(即接入點AP未將確認(rèn)幀發(fā)送到節(jié)點1)之后奪取信道。節(jié)點2將節(jié)點1在先發(fā)送的FEC編碼幀背負(fù)式到其自身數(shù)據(jù)幀上，然后將該二合一數(shù)據(jù)幀發(fā)送至接入點AP。如果接入點AP能成功地解碼該分組，那么它就發(fā)送兩個連續(xù)確認(rèn)幀，一個給節(jié)點1，一個給節(jié)點2。
另選的是，它可發(fā)送一個確認(rèn)節(jié)點2的數(shù)據(jù)幀和節(jié)點1的數(shù)據(jù)幀的CRC計算成功的多確認(rèn)幀。在這種新型的多確認(rèn)幀中，其中包括這兩個被確認(rèn)的數(shù)據(jù)幀(即節(jié)點1的數(shù)據(jù)幀和節(jié)點2的數(shù)據(jù)幀)的MAC報頭，對IEEE 802.11進(jìn)行改變以容納將需要的行為，因為采用802.11的話，只存在單個MAC目的地地址字段并且節(jié)點丟棄所有的目的地地址不是該節(jié)點自身的幀。在監(jiān)聽到確認(rèn)幀時或者在經(jīng)過了例如T_buffer的緩沖時間的情況下，先前已存儲節(jié)點1和節(jié)點2所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的編碼版本的所有伙伴節(jié)點或伙伴收發(fā)機必須從特殊緩沖器中刪除這些數(shù)據(jù)幀。在節(jié)點1接收到來自接入點AP的確認(rèn)幀但它的一些先前已存儲節(jié)點1數(shù)據(jù)幀的中繼節(jié)點未接收到來自接入點AP的確認(rèn)幀的情況下，中繼節(jié)點傾向于重發(fā)節(jié)點1的數(shù)據(jù)幀的編碼版本。接入點AP必須通過向節(jié)點1發(fā)送確認(rèn)幀來答復(fù)節(jié)點1數(shù)據(jù)幀的這些不需要的重發(fā)中的每一個。作為可選的優(yōu)化，確認(rèn)幀可包括節(jié)點1的相應(yīng)數(shù)據(jù)幀的序列控制字段以避免由其它重發(fā)發(fā)送機伙伴引起的確認(rèn)幀重復(fù)，所述其它重發(fā)發(fā)送機伙伴未監(jiān)聽到已成功發(fā)送到節(jié)點1的確認(rèn)幀，對于現(xiàn)有IEEE 802.11協(xié)議的可選擴展將在下文進(jìn)行概括。
通常，允許僅發(fā)送奇偶校驗位的任何系統(tǒng)編碼技術(shù)可被可用于所提出的方案中。因此，可使用里德-所羅門碼(例如參照Bernard Sklar的“DigitalCommunications”，Prentice Hall International，2001)或系統(tǒng)碼率匹配截矩Turbo碼(RCPT＝Rate Compatible Punctured Turbo Codes，碼率匹配截矩Turbo碼)，參照D.N.Rowitch和L.B.Milstein，“On the performance of hybridFEC/ARQ systems using rate compatible punctured turbo(RCPT)codes”，IEEETrans.On Comm.，vol.48，pp.948-959，2000年6月。一種可能性是使中繼終端基于在例如最后的T_past_up秒期間與當(dāng)前發(fā)送機相關(guān)的成功發(fā)送相對于總發(fā)送次數(shù)的比率來選擇特定模式的糾錯能力，也就是編碼速率。成功傳輸比率可以通過在數(shù)據(jù)幀報頭中定義的特殊字段直接從發(fā)送機節(jié)點獲得，或者可以在位于發(fā)送機節(jié)點的發(fā)送范圍內(nèi)從而使其可監(jiān)聽發(fā)送機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀以及相應(yīng)的確認(rèn)幀的任何終端處在本地計算出。因此，對于在最后的T_past_up秒期間它所監(jiān)聽的任何給定發(fā)送機終端，每個可能的中繼終端將具有一個_糾錯能力相對于成功傳輸比率的表。
這個表可以是預(yù)先配置的(也就是固定的)或者是動態(tài)的。下面的表顯示了在將里德-所羅門碼用于要發(fā)送的奇偶校驗位的情況下的固定預(yù)配置表的例子。當(dāng)在最后的T0秒期間未檢測到發(fā)送時，則不將來自相鄰終端的發(fā)送存儲在該表中，其中T0≥T_past_up，相應(yīng)地將其相關(guān)條目從表中刪除。
表動態(tài)糾錯能力選擇的例子 下面的圖3、4和5顯示了與作為本發(fā)明的一個實施例的中繼終端和相應(yīng)的相關(guān)接入點(第二伙伴收發(fā)機)以及發(fā)送型第一伙伴收發(fā)機相對應(yīng)的特別考慮上行鏈路傳輸?shù)氖纠粤鞒虉D。
圖3顯示了本發(fā)明的中繼設(shè)備的一個實施例的示例性流程圖。該流程圖從步驟310開始，之后是步驟312，在步驟312中中繼設(shè)備監(jiān)聽來自其它終端的上行鏈路幀。在監(jiān)聽來自其它終端的上行鏈路幀的步驟之后，在步驟314中，例如通過評估CRC，中繼設(shè)備檢測來自另一個終端的上行鏈路幀是否被正確監(jiān)聽。如果CRC不正確，則在步驟316中將對退避狀態(tài)中的剩余時隙數(shù)進(jìn)行建模的計數(shù)器N遞減，在此基礎(chǔ)上，在步驟318中檢查退避狀態(tài)。如果退避狀態(tài)N尚未達(dá)到觸發(fā)值，其中在步驟318中該觸發(fā)值被例示為N＝0，則在步驟320中中繼設(shè)備檢查信道是否忙。如果信道忙，則中繼設(shè)備接著進(jìn)行步驟312，并嘗試監(jiān)聽來自另一個使用該信道的終端的上行鏈路幀。如果該信道不忙，則中繼設(shè)備跳到步驟316，從而遞減計數(shù)器并最終達(dá)到退避狀態(tài)的末端。
如果中繼設(shè)備設(shè)法監(jiān)聽來自另一個終端的具有正確CRC的上行鏈路幀，那么在步驟322，它存儲發(fā)送機的MAC地址。根據(jù)本發(fā)明的方法，在步驟324，中繼設(shè)備隨后嘗試監(jiān)聽從接入點到指定發(fā)送機的確認(rèn)。如果監(jiān)聽到來自接入點的相符確認(rèn)幀，那么中繼設(shè)備接著進(jìn)行步驟326，在步驟326中它檢查傳輸緩沖器是否為空。如果未接收到來自接入點的確認(rèn)幀，那么在步驟328由中繼設(shè)備來檢驗相應(yīng)的發(fā)送機是否是伙伴收發(fā)機。這在步驟328中被例示為檢查去往中繼設(shè)備的接入點的數(shù)據(jù)速率是否高于從相應(yīng)發(fā)送機到接入點的數(shù)據(jù)速率。如果該要求未被滿足，那么中繼設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行步驟326，在步驟326中對傳輸緩沖器狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。如果該要求被滿足，那么在步驟330中，根據(jù)相應(yīng)發(fā)送機的成功傳輸比率來設(shè)置糾錯能力，接下來是創(chuàng)建FEC編碼幀的步驟332，以及將編碼幀存儲一定時間的步驟334，在步驟334中時間被稱為Time_to_buffer。步驟334之后是步驟326，在步驟326中對傳輸緩沖器進(jìn)行監(jiān)視。
在步驟326，傳輸緩沖器被監(jiān)視，且只要傳輸緩沖器為空中繼設(shè)備就保持在該狀態(tài)下。如果在傳輸緩沖器中有數(shù)據(jù)可用，那么在步驟326后進(jìn)行步驟318，在步驟318中退避定時器或退避狀態(tài)N被驗證。一旦在步驟318中到達(dá)退避狀態(tài)的末端，也就是例示的變量N達(dá)到值0，那么在步驟336中繼設(shè)備檢查先前是否已執(zhí)行從相應(yīng)發(fā)送機到接入點的重發(fā)。如果相應(yīng)發(fā)送機的重發(fā)已經(jīng)發(fā)生，則中繼設(shè)備接著進(jìn)行步驟338，在步驟338中FEC編碼幀被刪除。如果從相應(yīng)發(fā)送機到接入點的重發(fā)未發(fā)生過，則在步驟340，中繼設(shè)備檢查是否先前已有任意其它節(jié)點或中繼設(shè)備代表相應(yīng)發(fā)送機進(jìn)行的編碼傳輸。如果另一個節(jié)點已經(jīng)代表相應(yīng)發(fā)送機發(fā)送了編碼版本，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟338，在步驟338中相應(yīng)發(fā)送機的FEC編碼幀被刪除。如果未發(fā)生在前的編碼傳輸，則在步驟342中繼設(shè)備檢查是否超出了限制時間T_Buffer。如果已經(jīng)經(jīng)過了時間T_Buffer，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟338，在步驟338中FEC編碼幀被刪除。如果T_Buffer還沒過，則中繼設(shè)備接著進(jìn)行步驟344，在步驟344中它將其自身數(shù)據(jù)幀加上相應(yīng)發(fā)送機的背負(fù)式編碼幀進(jìn)行發(fā)送。如果在步驟338中繼設(shè)備正好刪除了FEC編碼幀，那么它會接著在步驟346中僅發(fā)送其自身數(shù)據(jù)幀，并在步驟346中的發(fā)送或在步驟344中的發(fā)送之后，中繼設(shè)備會回到326的狀態(tài)，在該狀態(tài)下對傳輸緩沖器進(jìn)行監(jiān)視。
圖4顯示了在上行鏈路傳輸期間的例示的接入點(第二伙伴收發(fā)機)行為的相應(yīng)流程圖。接入點將在步驟410開始數(shù)據(jù)幀的接收，在此基礎(chǔ)上在步驟412它會嘗試計算正確的CRC。如果在步驟412接入點設(shè)法計算出了正確的CRC，則它繼續(xù)進(jìn)行步驟414，這是正常的操作，包括將正常確認(rèn)幀發(fā)送到數(shù)據(jù)幀的發(fā)送機。從步驟414，接入點回到狀態(tài)410，在該狀態(tài)下它開始接收下一個數(shù)據(jù)幀。如果接入點在步驟412不能計算出正確的CRC，則在步驟416它在特殊緩沖器中存儲被破壞的幀，在此基礎(chǔ)上，它將狀態(tài)改變到步驟418，在步驟418中它等待重發(fā)或背負(fù)式編碼重發(fā)。只要未檢測到重發(fā)或背負(fù)式編碼重發(fā)，接入點就保持在狀態(tài)418中。如果檢測到重發(fā)或背負(fù)式編碼重發(fā)，則接入點繼續(xù)前進(jìn)到步驟420，在步驟420中它嘗試修復(fù)被破壞的幀，且如果它成功了，則它繼續(xù)前進(jìn)到步驟422，在步驟422中它將確認(rèn)幀發(fā)送到源節(jié)點，它還會把多個ACK幀分別發(fā)送到多個源節(jié)點。從步驟422，接入點AP在步驟414繼續(xù)正常操作。如果在步驟420中，接入點沒有辦法修復(fù)被破壞的幀，則它回到狀態(tài)418，在該狀態(tài)中它等待下一次重發(fā)，以及相應(yīng)的下一背負(fù)式編碼重發(fā)。
圖5顯示了相應(yīng)發(fā)送機(也就是第一伙伴收發(fā)機)在上行鏈路傳輸期間的流程圖。發(fā)送機在步驟510以發(fā)送數(shù)據(jù)幀開始。在步驟510之后，發(fā)送機繼續(xù)前進(jìn)到步驟512，在步驟512中它在特定時間內(nèi)等待來自接入點的確認(rèn)幀，在步驟512中該特定時間被稱為Time_Out。如果接收到相應(yīng)的確認(rèn)幀，則發(fā)送機繼續(xù)前進(jìn)到步驟514，即它繼續(xù)正常的操作并從步驟514回到步驟510，在步驟510中發(fā)送下一個數(shù)據(jù)幀。
如果已經(jīng)過了Time_Out而未接收到確認(rèn)幀，則發(fā)送機繼續(xù)前進(jìn)到步驟516，在步驟516中計算一隨機退避時間并發(fā)起重發(fā)。在步驟516中的隨機退避時間的計算之后，發(fā)送機繼續(xù)前進(jìn)到步驟518，在步驟518中它等待退避時段并檢查由接入點發(fā)送的所有確認(rèn)幀以檢測失敗的數(shù)據(jù)幀的最終協(xié)作確認(rèn)，這是因為中繼點或中繼設(shè)備可能會轉(zhuǎn)發(fā)丟失的數(shù)據(jù)幀。如果過了退避時段而沒有接收到協(xié)作確認(rèn)幀，則在步驟520發(fā)起重發(fā)，且發(fā)送機在步驟514中繼續(xù)正常操作。如果在步驟518中，在退避時段內(nèi)接收到了協(xié)作確認(rèn)幀，則在步驟522從傳輸緩沖器中刪除相應(yīng)的幀，且發(fā)送機在514中繼續(xù)正常操作。
如果沒有接收到來自接入點(第二伙伴收發(fā)機)的針對由協(xié)作終端(即中繼設(shè)備)編碼并重發(fā)的數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀，則監(jiān)聽所發(fā)送的二合一數(shù)據(jù)幀的另一中繼節(jié)點可重發(fā)并因此提供包括第一數(shù)據(jù)分組的完整二合一幀的編碼數(shù)據(jù)分組。這在以下情況下是可行的，即，該節(jié)點在競爭中首先接入信道且只要所謂的數(shù)據(jù)幀重發(fā)標(biāo)記被設(shè)為1從而允許第二次重發(fā)。在本發(fā)明的一個實施例中，在沒有該可選的重發(fā)標(biāo)記時，編碼重發(fā)僅用于修復(fù)單個原始分組傳輸。如果假設(shè)在圖2中，節(jié)點1沒有成功地將分組發(fā)送到接入點AP，那么節(jié)點2在注意到缺少用于節(jié)點1的確認(rèn)幀之后，將節(jié)點1的編碼幀背負(fù)到其自身的數(shù)據(jù)幀并將二合一數(shù)據(jù)幀發(fā)送到接入點AP。如果假設(shè)該傳輸因為差的信道狀況或分組沖突也未成功，那么具有至少和節(jié)點2一樣高的數(shù)據(jù)速率的第三節(jié)點可背負(fù)該二合一幀的編碼數(shù)據(jù)并發(fā)送三合一幀，該第三節(jié)點充當(dāng)對已中繼的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的中繼設(shè)備，在其傳輸緩沖器中具有分組且已經(jīng)成功地監(jiān)聽到節(jié)點2所發(fā)送的二合一分組。
為此，它對分組的未編碼部分(即節(jié)點2的數(shù)據(jù))進(jìn)行編碼，并保持分組的編碼部分(也就是節(jié)點1的編碼數(shù)據(jù))不變。節(jié)點3不再對節(jié)點1發(fā)送的編碼分組進(jìn)行編碼的原因是對相同編碼分組的再編碼所造成的編碼弱點。然后它將這兩個編碼數(shù)據(jù)幀背負(fù)到其傳輸緩沖器中的第一數(shù)據(jù)幀上，從而創(chuàng)建了一個三合一數(shù)據(jù)幀，該幀包含它自身的數(shù)據(jù)、節(jié)點1發(fā)送的分組的編碼版本、以及節(jié)點2發(fā)送的分組的編碼版本。高達(dá)M個未確認(rèn)的編碼分組可被組合和背負(fù)。必須選擇參數(shù)M使之不超出最大可能分組大小約束，且M可由網(wǎng)絡(luò)管理員或制造商設(shè)置，或者甚至借助動態(tài)機制來設(shè)置。當(dāng)成功接收到具有多個編碼數(shù)據(jù)幀且來自其它終端的分組時，接入點AP必須發(fā)送多個確認(rèn)幀，即向每個發(fā)送機發(fā)送一個確認(rèn)幀(特別地它可發(fā)送一個多確認(rèn)幀)以確認(rèn)所有數(shù)據(jù)幀的成功接收。
再一次地，在傳輸緩沖器中具有數(shù)據(jù)幀的要求并不是嚴(yán)格必需的，因此成功監(jiān)聽到失敗的FEC背負(fù)式數(shù)據(jù)幀并且在其傳輸緩沖器中沒有數(shù)據(jù)幀的節(jié)點能將該二合一幀存儲在其傳輸緩沖器中并同樣加入信道競爭中。選擇任一個可選項都是實現(xiàn)問題。
上行鏈路傳輸?shù)那闆r比下行鏈路傳輸要簡單，這是因為接收機節(jié)點總是接入點AP。但是，在下行鏈路信道的情況中，發(fā)送機總是接入點，而接收機節(jié)點可以是在接入點覆蓋區(qū)域內(nèi)與該接入點相關(guān)聯(lián)的任意終端。因此，對代表其它節(jié)點進(jìn)行重發(fā)的節(jié)點進(jìn)行組織成為更加困難的任務(wù)，但這也被本發(fā)明的中繼設(shè)備的中繼方法所解決。
在下行鏈路中，接入點為第一伙伴收發(fā)機并將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到充當(dāng)?shù)诙锇榻邮諜C的終端，如果某些標(biāo)準(zhǔn)被滿足的話，那么在它們之間的任意終端都可充當(dāng)中繼設(shè)備。對于下行鏈路信道重發(fā)來說，每個終端能保持具有其相鄰節(jié)點的小數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫例如通過測量在最后的T_SNR_down秒期間所接收到的由其它終端和其自身發(fā)送到公共接入點的幀的信噪比來創(chuàng)建。測量SNR的技術(shù)可以是IEEE 802.11k所定義的關(guān)于無線電資源測量的技術(shù)，比較IEEE802.11k，“802.11k makes WLANs measure up”，Network World雜志，http://www.networkworld.com/news/tech/2004/0329techupdate.html。如果所接收的SNR等于或大于某個閾值SNR_thr，則發(fā)送機終端的標(biāo)識及其相關(guān)SNR都被存儲在數(shù)據(jù)庫中。在時間Time_Out之后刪除該數(shù)據(jù)庫中的條目。
在由接入點AP發(fā)送到任意終端的數(shù)據(jù)分組失敗，也就是沒有終端向接點AP發(fā)送回確認(rèn)幀的情況下，鄰近預(yù)定接收機的已成功地計算出接入點AP所發(fā)送的原始分組上的CRC的其它終端中的一個可擔(dān)當(dāng)中繼設(shè)備，以比接入點AP高的數(shù)據(jù)速率向該預(yù)定接收機重發(fā)編碼版本。圖6描述了與上文所描述的相似的例示情形。圖6顯示了如下情形接入點(第一伙伴收發(fā)機)位于中心，向終端節(jié)點3(第二伙伴收發(fā)機)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并且終端節(jié)點4(中繼設(shè)備)在它們之間。在圖6中顯示的例子指的是WLAN的情形，其中不同數(shù)據(jù)速率的區(qū)域再次被顯示為具有相應(yīng)標(biāo)記的同心圓，所述標(biāo)記顯示了相應(yīng)的數(shù)據(jù)速率。假設(shè)在圖6中接入點AP將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到節(jié)點3，節(jié)點3不能成功解碼。節(jié)點3在特殊緩沖器中存儲所接收的數(shù)據(jù)幀的被破壞的拷貝。節(jié)點3附近的其它終端(例如節(jié)點4)已對接入點AP所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀成功解碼，并且能夠作為中繼節(jié)點將該數(shù)據(jù)幀的編碼版本重新發(fā)送到節(jié)點3。能夠重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀的編碼版本的終端要滿足三個要求 ●在最后的Td秒期間內(nèi)接收的節(jié)點3的過去傳輸?shù)钠骄鵖NR必須等于或大于SNR_thr。
●用于成功向接入點AP發(fā)送數(shù)據(jù)幀或從其接收數(shù)據(jù)幀的穩(wěn)定數(shù)據(jù)速率必須等于或大于DR_thr_down。
●在相應(yīng)的傳輸緩沖器中存儲有一個或多個分組，這是可選的。
最后一個條件不是嚴(yán)格必需的，因為沒有分組可發(fā)送的終端能將接入點AP發(fā)送的已成功解碼的分組添加到其自身的傳輸緩沖器中，且由此象具有可發(fā)送分組的任意其它終端一樣參與信道競爭。選擇任一選項都是實現(xiàn)問題。在未選擇第三選項，也就是在傳輸緩沖器中不必具有分組的情況下，第二個要求也就不再需要了，這是因為伙伴節(jié)點沒有要發(fā)送到接入點AP的東西，且關(guān)鍵參數(shù)僅變?yōu)閺倪M(jìn)行重發(fā)的伙伴節(jié)點到預(yù)定接收機節(jié)點的傳輸數(shù)據(jù)速率。
假定在圖6中節(jié)點4滿足上文所提到的3個要求。如果節(jié)點4在檢測到?jīng)]有從節(jié)點3到接入點AP的確認(rèn)幀之后得以接入信道，那么就像針對上行鏈路傳輸所描述的那樣，根據(jù)與上文的表類似的表，節(jié)點4將創(chuàng)建由接入點發(fā)送到節(jié)點3的數(shù)據(jù)幀的編碼版本，并且節(jié)點4將該編碼版本背負(fù)到其自身的數(shù)據(jù)幀上。最后，它會把該二合一數(shù)據(jù)幀發(fā)送到接入點AP和節(jié)點3。在該二合一數(shù)據(jù)幀的CRC被成功計算出的情況中，接入點AP向節(jié)點4發(fā)送確認(rèn)幀。作為一個選項，接入點AP也可將確認(rèn)幀背負(fù)到它必須發(fā)送的任何數(shù)據(jù)幀上，由此減少了需要傳輸?shù)拇螖?shù)。節(jié)點3首先必須等待來自接入點AP的對于節(jié)點4數(shù)據(jù)幀的確認(rèn)幀，且在短的幀間間隔(SIFS＝Short Inter-frame Space)時段之后成功接收到節(jié)點4的數(shù)據(jù)幀的情況下，節(jié)點3將其自身的確認(rèn)幀發(fā)送到接入點AP，可選擇將該確認(rèn)幀背負(fù)到其傳輸緩沖器中的數(shù)據(jù)幀上。當(dāng)監(jiān)聽到從節(jié)點3到接入點AP的確認(rèn)幀或在例如被稱為T_buffer的特定時間之后，節(jié)點4可刪除用于節(jié)點3的編碼分組。在未監(jiān)聽到從接入點AP到節(jié)點4的確認(rèn)幀的情況下，節(jié)點3在成功接收的情況下將在特定時間ACK_time_out之后將其自身的確認(rèn)幀發(fā)送到接入點AP。
下面的圖7、8和9示出了示例性中繼設(shè)備、示例性接入點以及示例性接收機的流程圖，示出了用于下行鏈路傳輸?shù)谋景l(fā)明實施例。
圖7顯示了示出本發(fā)明中繼設(shè)備的實施例的流程圖。該中繼設(shè)備以步驟710開始，接著是中繼設(shè)備監(jiān)聽下行鏈路數(shù)據(jù)幀的步驟712。步驟712之后，在步驟714它嘗試計算監(jiān)聽到的下行鏈路幀的正確CRC。如果中繼設(shè)備不能計算出正確的CRC，那么繼續(xù)進(jìn)行到步驟716，在步驟716中退避時段計數(shù)器遞減，在圖7中的例子通過計數(shù)器N對此進(jìn)行舉例說明。在步驟716中遞減退避時段計數(shù)器后，在步驟718中中繼設(shè)備檢查是否達(dá)到退避狀態(tài)的末端，這類似于上文的描述。如果尚未達(dá)到退避狀態(tài)的末端，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟720，在步驟720中它檢查信道是否忙碌，如果忙碌，則繼續(xù)前進(jìn)到步驟712，在步驟712中它嘗試監(jiān)聽下行鏈路幀。
如果在步驟720檢測到信道不忙碌，則接收機設(shè)備接著進(jìn)行步驟716，在該步驟它遞減計數(shù)器N。如果在步驟714中繼設(shè)備設(shè)法計算出了正確的CRC，則繼續(xù)前進(jìn)到步驟722，在步驟722中它存儲數(shù)據(jù)幀的預(yù)定接收機的MAC地址，并繼續(xù)前進(jìn)到步驟724，在步驟724中中繼設(shè)備檢查是否從相應(yīng)的接收機接收到確認(rèn)幀。如果監(jiān)聽到確認(rèn)幀，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟726，在步驟726中在傳輸緩沖器中監(jiān)視可用的數(shù)據(jù)幀。
如果在步驟724未接收到確認(rèn)幀，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟728，在步驟728，中繼設(shè)備在本發(fā)明的該實施例中檢驗來自預(yù)定接收機的SNR是否大于SNR_thr。如果該要求未被滿足，則中繼設(shè)備繼續(xù)前進(jìn)到步驟726，在步驟726中臨視傳輸緩沖器。如果在步驟728中，要求被滿足，則在步驟730中繼設(shè)備檢查要向接入點AP進(jìn)行發(fā)送的其自身數(shù)據(jù)速率是否大于DR_thr_down，且如果該要求未被滿足，則它返回到步驟726。如果在步驟730中該要求被滿足，則中繼設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行到步驟732，在步驟732中它查找相應(yīng)接收機的成功傳輸比率，在步驟734創(chuàng)建FEC編碼幀，在步驟736存儲啟動相應(yīng)定時器的編碼幀，然后返回到步驟726，在步驟726中它監(jiān)視傳輸緩沖器。
只要步驟726中傳輸緩沖器保持為空，中繼設(shè)備就停留在該狀態(tài)下。一旦有傳輸數(shù)據(jù)可用，中繼設(shè)備就繼續(xù)前進(jìn)到步驟718，在步驟718中監(jiān)視退避狀態(tài)。一旦達(dá)到退避狀態(tài)的末端，也就是N＝0，中繼設(shè)備就繼續(xù)前進(jìn)到步驟738，在步驟738中它檢驗是否已經(jīng)由接入點AP執(zhí)行了向相應(yīng)接收機的重發(fā)，如果已經(jīng)執(zhí)行了，那么它繼續(xù)前進(jìn)到步驟740，在步驟740中它刪除FEC編碼幀。如果接入點AP還沒有執(zhí)行重發(fā)，則中繼設(shè)備在步驟742檢查是否另一個中繼設(shè)備已經(jīng)為相應(yīng)接收機發(fā)送了背負(fù)式幀。如果既沒有在步驟738的一部分執(zhí)行重發(fā)，也沒有根據(jù)步驟742發(fā)送背負(fù)式幀，則在步驟744中中繼設(shè)備檢查是否超過了限制時間T_Buffer。如果未超出，則在步驟746它將其自身數(shù)據(jù)幀加上相應(yīng)接收機的背負(fù)式編碼幀進(jìn)行發(fā)送。如果已發(fā)生接入點AP進(jìn)行的重發(fā)或另一個中繼設(shè)備已發(fā)送背負(fù)式幀，或者如果已超出了限制時間T_Buffer，則在步驟740刪除FEC編碼幀，且在步驟748中繼設(shè)備只發(fā)送其自身數(shù)據(jù)幀。在發(fā)送了數(shù)據(jù)幀或者數(shù)據(jù)幀和背負(fù)式幀之后，中繼設(shè)備返回到步驟726，在該步驟中監(jiān)視傳輸緩沖器。
圖8顯示了下行鏈路傳輸期間的示例性接入點(第一伙伴收發(fā)機)的流程圖。接入點AP以步驟810中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送開始。在數(shù)據(jù)幀已被發(fā)送之后，接入點繼續(xù)前進(jìn)到步驟812，在步驟812中它等待來自相應(yīng)接收機的確認(rèn)，相應(yīng)地，它等待定時器Time_Out屆滿。如果接收到來自相應(yīng)接收機的確認(rèn)，則接入點AP繼續(xù)前進(jìn)到步驟814，在步驟814中它繼續(xù)正常操作，也就是回到步驟810發(fā)送下一個數(shù)據(jù)幀。如果在步驟812，在接收到來自相應(yīng)接收機的確認(rèn)之前定時器屆滿，則接入點AP繼續(xù)前進(jìn)到步驟816，在步驟816中它計算一隨機退避，并發(fā)起重發(fā)。在步驟818中，在退避期間，接入點AP跟蹤所有從其它發(fā)送機接收的幀以檢測最終的確認(rèn)。如果在退避期間(其對應(yīng)于另一個超時設(shè)定)未接收到確認(rèn)或協(xié)作確認(rèn)，則在步驟820發(fā)起重發(fā)，在此基礎(chǔ)上接入點AP在步驟814中繼續(xù)正常操作。如果在步驟818中接收到協(xié)作確認(rèn)，則在步驟822中從傳輸緩沖器中刪除相應(yīng)的幀，且接入點AP在步驟814中繼續(xù)正常操作。
圖9顯示了示例性接收終端(第二伙伴收發(fā)機)的流程圖。接收終端在步驟910開始，在步驟910中它接收數(shù)據(jù)幀。在步驟910中接收到數(shù)據(jù)幀之后，它在步驟912中繼續(xù)嘗試計算正確的CRC。如果它在步驟912中成功計算出了正確的CRC，則它在步驟914中繼續(xù)正常操作，接著返回到步驟910進(jìn)行下一個數(shù)據(jù)幀的接收。如果接收終端在步驟912中未成功計算出正確的CRC，則它繼續(xù)進(jìn)行步驟916，在特殊緩沖器中存儲被破壞的幀。在步驟916中將被破壞的幀存儲在特殊緩沖器中后，接收終端繼續(xù)前進(jìn)到步驟918，在步驟918中它等待重發(fā)或背負(fù)式編碼重發(fā)。當(dāng)它接收到重發(fā)或背負(fù)式編碼重發(fā)時，在步驟920中它嘗試修復(fù)被破壞的幀，且只要未成功計算出正確的CRC，它就返回到步驟918，直到在步驟920中被破壞的幀被修復(fù)為止，在此基礎(chǔ)上在步驟922它將確認(rèn)幀發(fā)送到其相關(guān)接入點。在步驟922中發(fā)送確認(rèn)幀之后，接收終端在步驟914中繼續(xù)正常操作。
在本發(fā)明的一些實施例中，為了避免編碼數(shù)據(jù)幀的重發(fā)的多米諾數(shù)應(yīng)，每個數(shù)據(jù)幀具有一個標(biāo)記，即，例如為指示該幀是否應(yīng)當(dāng)重發(fā)的1比特指示符。每個數(shù)據(jù)幀可將重發(fā)標(biāo)記設(shè)為1，意思是“允許重發(fā)”，或者設(shè)為連續(xù)次數(shù)M，使得多達(dá)M個未確認(rèn)的編碼分組能被組合和背負(fù)。必須選擇參數(shù)M使之不超出可能的最大分組大小約束并且不使系統(tǒng)性能降級。舉例來說，它能由網(wǎng)絡(luò)管理員、制造商設(shè)置，或通過動態(tài)或自適應(yīng)機制設(shè)置。因此，數(shù)據(jù)幀的任何背負(fù)式編碼重發(fā)都可將標(biāo)記設(shè)為0，表示該幀不能被其它終端重發(fā)。此外，必須指定將其它節(jié)點發(fā)送的分組保存在特殊緩沖器中的時間限制，如T_buffer，從而在一段合理的時間之后釋放傳輸緩沖器。T_buffer值的恰當(dāng)設(shè)置能夠幫助避免在所有潛在協(xié)作節(jié)點未監(jiān)聽到成功發(fā)送的確認(rèn)幀時不同伙伴節(jié)點對相同數(shù)據(jù)幀進(jìn)行多次重發(fā)。時間T_buffer在預(yù)定接收機和任意協(xié)作節(jié)點中都是有效的，所述預(yù)定接收機為接入點AP或終端。
本發(fā)明實施例可擴展IEEE 802.11協(xié)議，從而充分利用本發(fā)明中繼設(shè)備或方法。對IEEE 802.11協(xié)議的一種可能擴展是多確認(rèn)幀的定義，其中多確認(rèn)幀為攜帶多個發(fā)送機的服從IEEE 802.11的多個確認(rèn)控制幀的單個幀。用于避免每個發(fā)送機發(fā)送單獨的確認(rèn)幀的多確認(rèn)幀使得發(fā)送更有效率。但是，默認(rèn)選項是每個發(fā)送機發(fā)送單獨的確認(rèn)幀。
另一個擴展可以是可調(diào)整的確認(rèn)超時參數(shù)。與多確認(rèn)機制的使用無關(guān)，本發(fā)明的方案建議增加確認(rèn)超時參數(shù)以避免來自原始源的多余重發(fā)，但僅僅到給定的限制內(nèi)，從而不使系統(tǒng)性能降級。
本發(fā)明的實施例可執(zhí)行的另一個擴展是在確認(rèn)幀中包括原始數(shù)據(jù)幀序列ID。
與多確認(rèn)機制實施例的使用無關(guān)，本發(fā)明建議將確認(rèn)數(shù)據(jù)幀的序列ID包括在確認(rèn)幀中，從而丟棄源終端中可能的重復(fù)確認(rèn)，所述重復(fù)確認(rèn)由來自未成功監(jiān)聽到所發(fā)送的確認(rèn)的其它伙伴終端的多次發(fā)送引起。
本發(fā)明的實施例可建議的另一個擴展是背負(fù)式編碼重發(fā)送數(shù)據(jù)幀。在其傳輸緩沖器中具有數(shù)據(jù)幀的終端T1可將成功監(jiān)聽到的另一個終端T2發(fā)送到接入點AP的數(shù)據(jù)幀的較短編碼版本背負(fù)到其自身數(shù)據(jù)幀上。得到的數(shù)據(jù)幀為組合的二合一數(shù)據(jù)幀，其具有發(fā)送機節(jié)點T1的原始數(shù)據(jù)幀以及與T2發(fā)送的失敗數(shù)據(jù)幀相關(guān)的奇偶校驗位。該奇偶校驗位由使用T1的特定系統(tǒng)編碼器給出，該編碼器例如可以是里德-所羅門編碼器256、224。在重發(fā)發(fā)送機機節(jié)點T1中使用的編碼器的糾錯能力為與T2相關(guān)的成功傳輸比率的函數(shù)，從而糾錯能力隨著觀測到的T2的幀錯誤率而增加。對應(yīng)于給定的成功傳輸比率的重發(fā)發(fā)送機編碼器不必在所有終端上都相同。但是，在這種情況下，接入點AP需要知道，哪個編碼器與各潛在重發(fā)發(fā)送機相關(guān)聯(lián)。該信息可在數(shù)據(jù)幀內(nèi)發(fā)送，或者是接入點AP先驗知道的。不同編碼器的使用能在向接入點AP的重發(fā)中提供編碼多樣性，因而改進(jìn)了成功解碼的重發(fā)數(shù)據(jù)幀的比率。
圖10顯示了用以例示協(xié)作編碼機制的另一個示例性方案。圖10顯示了4個終端S1、S2、S3和S4。在第一步驟(1)中，終端S1嘗試將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到終端S2。相應(yīng)地終端S1充當(dāng)?shù)谝换锇槭瞻l(fā)機，而終端S2充當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機。終端S2沒有計算出該數(shù)據(jù)分組的正確CRC，于是未正確接收該數(shù)據(jù)分組。但是，終端S3和S4監(jiān)聽到該分組并設(shè)法計算正確的CRC，并因此成為可能的中繼設(shè)備?，F(xiàn)在，在隨后的第二步驟(2)中，S4將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到S2，該分組可以是第一數(shù)據(jù)分組的編碼或原始版本。
在圖10所描述的情形中，假設(shè)終端S4和終端S2之間的通信信道具有比終端S1和終端S2之間的通信信道更好的通信鏈路。于是，當(dāng)終端S4為終端S1執(zhí)行重發(fā)時，就節(jié)約了傳輸資源。根據(jù)本發(fā)明的中繼設(shè)備，如果檢測到需要幫助的情況，就創(chuàng)建一幫助指示符。在圖10所描述的情形中，在本發(fā)明的一個實施例中，如果在終端S4和終端S2之間的信道上的信息交換比終端S1和終端S2之間的信道上的信息交換更好，則終端S4檢測到需要幫助的情況。更好的信息交換意味著更好的信噪比、較低的誤碼率、更短的延遲、更好的最大或平均數(shù)據(jù)速率等。
此外，對應(yīng)于圖10中的終端S4的本發(fā)明的中繼設(shè)備能執(zhí)行糾錯機制，并發(fā)送從終端S1接收到的分組的編碼版本，例如，使用里德-所羅門碼進(jìn)行編碼。作為協(xié)作編碼的一部分而描述的方法例如可使用IEEE 802.11 WLAN系統(tǒng)。例如，伙伴的選擇能通過對與相應(yīng)信道質(zhì)量相關(guān)的參數(shù)(正如上文所提到的參數(shù))進(jìn)行比較來動態(tài)地執(zhí)行。針對上行鏈路和下行鏈路的傳輸機制，可考慮數(shù)據(jù)速率和基于信噪比的選擇。此外，作為利用基于IEEE 802.11e的網(wǎng)絡(luò)的實施例的一部分，協(xié)作伙伴的選擇例如可通過信道接入優(yōu)先區(qū)分來控制。于是，可維持對WLAN系統(tǒng)的向后兼容性。
圖11中描述了上行鏈路中協(xié)作編碼重發(fā)的另一個示例情形。在圖11的頂端，除接入點AP外，還顯示了三個終端S1、S2和S3。在第一傳輸步驟(1)中，終端S1(第一伙伴收發(fā)機)將數(shù)據(jù)分組p1發(fā)送到接入點AP(第二伙伴收發(fā)機)，接入點AP不能計算出正確的CRC從而沒有正確接收到數(shù)據(jù)分組p1。終端S2和S3都監(jiān)聽到分組p1并正確計算出了CRC(中繼設(shè)備)。終端S1到接入點AP的信道為6Mbps，但是終端S2和S3到接入點AP的信道為54Mbps。終端S2在其傳輸緩沖器中具有另一供發(fā)送的數(shù)據(jù)分組，并檢測到終端S1需要幫助的情況。因此，在隨后的第二傳輸步驟(2)中，終端S2將正確接收的數(shù)據(jù)分組p1背負(fù)到其自身數(shù)據(jù)分組上，并將它向接入點AP進(jìn)行發(fā)送。接入點AP已在被破壞分組接收緩沖器中存儲了分組p1的被破壞拷貝，現(xiàn)在嘗試使用從終端S2另外接收的信息對數(shù)據(jù)分組p1進(jìn)行正確解碼。在這個例子中，終端S2總之已在傳輸信道中訪問其自身數(shù)據(jù)分組。在隨后的傳輸步驟(2`)所表示的另一個例子中，終端S3重發(fā)數(shù)據(jù)分組p1，該數(shù)據(jù)分組p1是它成功地從傳輸步驟(1)中監(jiān)聽到的。但是，終端S3沒有可用于發(fā)送的自身數(shù)據(jù)，因此僅發(fā)送了數(shù)據(jù)分組p1。
在圖11的底部，沿時間軸示出了兩種傳輸情況，分別標(biāo)記為情況a)和情況b)。在情況a)中，在第一傳輸步驟中i＝0，接入點AP未正確接收到數(shù)據(jù)分組p1。然后終端S1將進(jìn)入退避時段，其在情況a的時間軸下由競爭窗口以及直接幀間間隔來表示。在終端S1的退避時段過去之前，終端S2將數(shù)據(jù)分組p1的糾錯編碼版本轉(zhuǎn)發(fā)到接入點AP。于是接入點AP能對數(shù)據(jù)分組p1正確解碼并且不需要終端S1進(jìn)行重發(fā)。除了終端S3在沒有可用于發(fā)送的自身數(shù)據(jù)的情況下轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組p1的糾錯編碼版本之外，情況b)與上文所描述的類似?？傊?，接入點AP首先從終端S1接收到分組p1的被破壞拷貝，然后接收到數(shù)據(jù)分組p1的糾錯編碼版本，并將數(shù)據(jù)分組p1的這兩個拷貝組合，接入點AP例如通過啟用遞增冗余合并，能獲得正確解碼的數(shù)據(jù)分組。在本發(fā)明的另一個實施例中，不執(zhí)行糾錯編碼，而是以其原始編碼狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組，這使得能夠進(jìn)行追趕合并。再次參考IEEE 802.11e規(guī)范，對重發(fā)分組或轉(zhuǎn)發(fā)分組給予更高的優(yōu)先級的更多具體機制是可以想到的。
在本發(fā)明的一個實施例中，終端必須滿足三個條件以檢測需要幫助的情況。第一個條件是監(jiān)聽到并成功計算出從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組的幀校驗序列。第二個要求可以是具有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)速率，該數(shù)據(jù)速率等于或大于第一伙伴收發(fā)機所具有的至第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)速率。其它收發(fā)機的數(shù)據(jù)速率例如通過監(jiān)聽物理層會聚過程報頭的數(shù)據(jù)速率字段而獲得。第三個要求可以是在傳輸緩沖器中具有至少一個準(zhǔn)備要發(fā)送的分組，該要求被視為可選的，且僅允許背負(fù)式分組，其在某些情形中能更有效。所以，如果一終端滿足這三個條件，但是未監(jiān)聽到任何從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)，且恰好在第一伙伴收發(fā)機之前接入信道，那么就檢測到了需要幫助的情況。然后它會將分組的編碼版本發(fā)送到第二收發(fā)機。第二收發(fā)機本身在分組成功解碼時就向各個轉(zhuǎn)發(fā)收發(fā)機和第一收發(fā)機發(fā)送回單獨的確認(rèn)幀，或者它可利用一個多確認(rèn)幀，這不符合當(dāng)前的WLAN規(guī)范。此外，在監(jiān)聽到原始收發(fā)機的確認(rèn)或多確認(rèn)之后，或者在監(jiān)聽到來自原始收發(fā)機本身或其它幫助收發(fā)機的多個傳輸嘗試之后，或者在經(jīng)過一段超時時間之后，具有原始分組的編碼版本的其它收發(fā)機從它們的傳輸緩沖器中刪除這些版本，這是防止遺漏確認(rèn)(這種情況很少發(fā)生)的選項。
圖12顯示了協(xié)作編碼下行鏈路傳輸?shù)牧硪粋€示例性情形。在圖12的頂部，除接入點AP之外，還顯示了三個終端S1、S2和S3。類似于圖11所示的情形，假設(shè)接入點和終端S2以及S3之間的通信信道允許54Mbps，而接入點AP和終端S1之間的信道只允許6Mbits/s。另外，在本發(fā)明的該實施例中，終端S2和S3需要確定它們支持的到終端S1的數(shù)據(jù)速率。再一次，在本發(fā)明的一個實施例中，需要考慮三個條件。第一個條件可為在某段時間(例如最后的Td秒)內(nèi)來自源終端的平均信噪比必須大于或等于一閾值，如SNR_thr。第二個條件可為在所考慮的收發(fā)機的傳輸緩沖器中有至少一個在等待的分組，同樣這個要求也是可選的。第三個要求可為用來成功向接入點AP發(fā)送數(shù)據(jù)幀或從其接收數(shù)據(jù)幀的穩(wěn)定數(shù)據(jù)數(shù)率必須大于或等于另一閾值，如T_Rate_Downlink_Threshold，其中第三個要求依賴于第二個要求。
如果一個滿足這些要求或條件的終端未監(jiān)聽到任何從相應(yīng)的第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到接入點AP(第一伙伴收發(fā)機)的確認(rèn)幀，且恰好在接入點AP的重發(fā)之前接入信道，那么它將把比如編碼版本或原始分組發(fā)送到目的地終端并充當(dāng)中繼設(shè)備。參考圖12，這意味著在第一傳輸步驟(1)中，接入點AP(第一伙伴收發(fā)機)嘗試將數(shù)據(jù)分組p1發(fā)送到終端S1(第二伙伴收發(fā)機)。終端S1不能正確計算出數(shù)據(jù)分組p1的CRC，但在被破壞的接收緩沖器中存儲了被破壞的分組，且不發(fā)送任何確認(rèn)幀。在隨后的第二傳輸步驟(2)中，已成功接收到數(shù)據(jù)分組p1的終端S3(中繼設(shè)備)在接入點AP執(zhí)行重發(fā)之前將數(shù)據(jù)分組p1的糾錯編碼版本轉(zhuǎn)發(fā)到終端S1。在一另選實施例中，終端S2(中繼設(shè)備)在傳輸步驟(2`)中以背負(fù)方式將分組p1的糾錯編碼版本轉(zhuǎn)發(fā)到終端S1。在該例子中，終端S2總之已接入信道，因為它具有可供發(fā)送的自身數(shù)據(jù)。
在圖12的底部，再一次沿著時間軸示出了兩種情況，區(qū)分為情況a)和b)。在第一傳輸步驟中，即i＝0，接入點AP將數(shù)據(jù)分組p1發(fā)送到不能正確接收數(shù)據(jù)分組p1的終端S1。在退避時段屆滿之前，在情況a)中從終端S2接收到分組p1的糾錯編碼版本，在情況b)中從終端S3接收到分組的背負(fù)式糾錯編碼版本，這與圖11中所示的例子中描述的情況類似。然后終端S1首先在第一傳輸步驟(i＝0)中接收到分組p1的被破壞拷貝，在第二傳輸步驟(i＝1)中它接收到分組p1的糾錯編碼版本，并將它們組合，從而使它能獲得正確解碼的數(shù)據(jù)分組p1。
在一個實施例中，終端S1接收的分組版本由兩者分別確認(rèn)，即，中繼節(jié)點的分組的接入點和該AP隨后的預(yù)定目的地終端，后者的傳輸發(fā)生在前者之后。再次地，在監(jiān)聽到從預(yù)定目的地終端到接入點的確認(rèn)幀之后，在監(jiān)聽到來自源或其它收發(fā)機的多個傳輸嘗試之后，或在經(jīng)過如T_buffer的一段超時時間之后，具有原始分組p1的編碼版本的其它節(jié)點將它們刪除，這是防止遺漏確認(rèn)幀(這種情況很少發(fā)生)的選項。
在圖13中例示了本發(fā)明的另一個實施例，圖13顯示了上行鏈路方向的協(xié)作編碼傳輸?shù)牧硪粋€情形。圖13除接入點AP外還顯示了三個終端S1、S2和S3。與使用圖11所描述的情況類似，在第一傳輸步驟(1)中，終端S1嘗試通過6Mbps的信道將數(shù)據(jù)分組p1發(fā)送到接入點。終端S2和S3使用的是到接入點的54Mbps/s信道。接入點沒有計算出第一傳輸步驟(1)期間所接收的分組的正確CRC，但在被破壞分組接收緩沖器中保存了分組p1的被破壞拷貝。但是，終端S2和S3在第一傳輸步驟(1)期間都正確接收到數(shù)據(jù)分組p1。根據(jù)本發(fā)明的方法，終端S2在第二傳輸步驟(2)中將數(shù)據(jù)分組p1向接入點AP轉(zhuǎn)發(fā)。但是，在圖13所描述的情形中，終端S2在傳輸步驟(2)期間沒有成功地發(fā)送背負(fù)式分組。最后，在第三傳輸步驟(3)，終端S3以背負(fù)形式將數(shù)據(jù)分組p1轉(zhuǎn)發(fā)到接入點，在此基礎(chǔ)上接入點能獲得數(shù)據(jù)分組p1的正確解碼版本。
終端S3在一個分組中轉(zhuǎn)發(fā)原始數(shù)據(jù)分組p1、終端S2在傳輸步驟(2)中嘗試發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的編碼版本、以及其自身數(shù)據(jù)分組。于是現(xiàn)在接入點能對最先在傳輸步驟(1)期間發(fā)送的原始數(shù)據(jù)分組p1、終端S2在傳輸步驟(2)期間發(fā)送的背負(fù)了原始數(shù)據(jù)分組p1的附加數(shù)據(jù)分組、以及終端S3發(fā)送的背負(fù)了終端S2的數(shù)據(jù)分組和原始數(shù)據(jù)分組p1的另一個數(shù)據(jù)分組進(jìn)行解碼。
如果未檢測到針對由協(xié)作終端(如終端S2)編碼并重發(fā)的數(shù)據(jù)幀而從終端S1發(fā)送到接入點AP的確認(rèn)幀，那么監(jiān)聽到其發(fā)送的二合一數(shù)據(jù)幀的另一節(jié)點能夠重發(fā)并提供包括第一數(shù)據(jù)分組的完整二合一幀的編碼數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，重發(fā)標(biāo)記必須被設(shè)為1，以表示該傳輸為重發(fā)，相應(yīng)地，可被再次重發(fā)。類似地，該方案可在下行鏈路中實施。
本發(fā)明的實施例具有這樣的優(yōu)點，即通過使重發(fā)更可靠，它們減少了例如在WLAN系統(tǒng)中發(fā)送的通信量。此外，通過減少在重發(fā)中所花費的時間量，它們增加了例如WLAN系統(tǒng)的總吞吐量。這是可能的，因為高數(shù)據(jù)速率的站能代表低數(shù)據(jù)速率的站重發(fā)編碼分組。此外，本發(fā)明的實施例提供了這樣的優(yōu)點，即它們?yōu)榕鋫溆袉蝹€天線的終端創(chuàng)建了具有類似于MIMO的特性的協(xié)作傳輸系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的實施例定義并詳細(xì)說明了用于WLAN系統(tǒng)的實用協(xié)作重發(fā)方案，其中僅對IEEE 802.11協(xié)議做了可選修改。本發(fā)明的實施例動態(tài)地執(zhí)行伙伴選擇，而不會引入額外的協(xié)議或信令開銷。
取決于本發(fā)明的方法的某些實現(xiàn)要求，本發(fā)明的方法能以硬件或軟件實現(xiàn)。該實現(xiàn)可通過使用數(shù)字存儲介質(zhì)，特別是其上存儲有電子可讀控制信號的盤、DVD或CD來執(zhí)行的，該數(shù)字存儲介質(zhì)與可編程計算機系統(tǒng)協(xié)作從而執(zhí)行本發(fā)明的方法。因此，通常本發(fā)明是具有存儲在機器可讀載體上的程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)計算機程序產(chǎn)品在計算機上運行時，該程序代碼可用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。因此，也就是說，本發(fā)明的方法是具有程序代碼的計算機程序，當(dāng)該計算機程序在計算機、移動電話、PDA或能與WLAN連接的任何便攜式裝置上運行時，該程序代碼用于執(zhí)行本發(fā)明的方法中的至少一個方法。
權(quán)利要求
1.一種對要從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的中繼設(shè)備(100)，包括
接收單元(110)，用于接收數(shù)據(jù)分組以及當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機已經(jīng)成功接收到數(shù)據(jù)分組時接收要從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組；
幫助檢測器(120)，用于在檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示符；和
發(fā)送單元(130)，用于響應(yīng)于幫助指示符而發(fā)送數(shù)據(jù)分組；
其中基于以下條件檢測需要幫助的情況
定時器屆滿，其中當(dāng)接收到數(shù)據(jù)分組之后在特定時間間隔內(nèi)未接收到確認(rèn)分組時發(fā)生定時器屆滿；和
中繼設(shè)備(100)和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路是否優(yōu)于第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路，第二通信鏈路是通過可從數(shù)據(jù)分組中得到的信息進(jìn)行評估的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于進(jìn)一步檢測需要幫助的情況，所述檢測基于可從數(shù)據(jù)分組中得到的關(guān)于第二通信鏈路的數(shù)據(jù)速率信息以及基于所述數(shù)據(jù)速率信息是否表示比第一通信鏈路所支持的數(shù)據(jù)速率更低的數(shù)據(jù)速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于通過明確包含在數(shù)據(jù)分組的控制段部分或報頭部分中的信息來評估通信鏈路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于通過可從數(shù)據(jù)分組中隱含地得到的信息來評估通信鏈路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中繼設(shè)備(100)，其中根據(jù)數(shù)據(jù)分組的大小、調(diào)制、傳輸時長或發(fā)送帶寬來推斷該可從數(shù)據(jù)分組中隱含地得到的信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于通過評估量度來進(jìn)一步評估通信鏈路，所述評估量度基于數(shù)據(jù)速率、信噪比、分組丟失率、誤碼率或平均重發(fā)次數(shù)的組中的一個或組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于從接收單元接收評估量度，并且其中接收單元(110)適于確定評估量度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中發(fā)送單元(130)適于確定從中繼設(shè)備(100)到第二伙伴收發(fā)機的在先傳輸?shù)淖陨砥骄鶖?shù)據(jù)速率或自身數(shù)據(jù)速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于基于自身數(shù)據(jù)速率或自身平均數(shù)據(jù)速率與從所接收的分組中獲得的數(shù)據(jù)速率的比較來確定需要幫助的情況，以及在自身數(shù)據(jù)速率或自身平均數(shù)據(jù)速率大于從所接收的分組中獲得的數(shù)據(jù)速率時提供幫助指示符。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于基于中繼設(shè)備(100)和第一伙伴收發(fā)機之間的第三通信鏈路的評估量度來進(jìn)一步確定需要幫助的情況。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中接收單元(110)適于接收一個多確認(rèn)分組，該多確認(rèn)分組包括對從不同發(fā)送機或中繼設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)分組的確認(rèn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中該中繼設(shè)備適于對經(jīng)中繼的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于僅當(dāng)有另一個數(shù)據(jù)分組可供傳輸時提供幫助指示符，該另一數(shù)據(jù)分組是在中繼設(shè)備(100)本地創(chuàng)建的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的中繼設(shè)備(100)，其中發(fā)送單元(130)適于在一共用數(shù)據(jù)分組中一起發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組和所述另一數(shù)據(jù)分組。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中中繼設(shè)備(100)適于將收發(fā)機分類為伙伴收發(fā)機，所述分類基于幫助檢測器(120)是否能在收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組的傳輸后在一段時間內(nèi)提供幫助指示。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中中繼設(shè)備(100)適于在接收到從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組時或在接收到數(shù)據(jù)分組后已經(jīng)過了丟棄時間間隔之后丟棄該數(shù)據(jù)分組。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中發(fā)送單元(130)適于在已經(jīng)過重發(fā)時間之后重復(fù)發(fā)送。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中發(fā)送單元(130)適于在發(fā)送中包括一指示符，該指示符表示是否從伙伴收發(fā)機接收到了數(shù)據(jù)分組。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中接收單元(110)適于在數(shù)據(jù)分組上應(yīng)用CRC校驗以及如果CRC校驗為肯定的話則認(rèn)為數(shù)據(jù)分組被成功接收。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中接收單元(110)適于接收組合確認(rèn)分組，該組合確認(rèn)分組用于對該組合確認(rèn)分組的發(fā)送機成功接收到多個數(shù)據(jù)分組進(jìn)行確認(rèn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中接收單元(110)或發(fā)送單元(130)適于將使用第一編碼方案編碼的數(shù)據(jù)分組代碼轉(zhuǎn)換到第二編碼方案，第二編碼方案不同于用于本地創(chuàng)建的數(shù)據(jù)分組的編碼方案。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中幫助檢測器(120)適于基于重發(fā)次數(shù)或可從數(shù)據(jù)分組中得到的表示數(shù)據(jù)分組的重發(fā)是否應(yīng)被執(zhí)行的重發(fā)指示符來檢測需要幫助的情況，或者基于重發(fā)的最大次數(shù)來檢測需要幫助的情況。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的中繼設(shè)備(100)，其中發(fā)送單元(130)適于將第二編碼方案調(diào)節(jié)到中繼設(shè)備(100)和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路或調(diào)節(jié)到中繼設(shè)備(100)和第一伙伴收發(fā)機之間的第三通信鏈路。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼設(shè)備(100)，其中接收單元(110)和發(fā)送單元(130)適于根據(jù)IEEE 802.11規(guī)范進(jìn)行通信。
25.一種在中繼設(shè)備中對要從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的方法，包括以下步驟
在中繼設(shè)備中接收數(shù)據(jù)分組；
通過當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機已經(jīng)成功接收到數(shù)據(jù)分組時接收要從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組，來檢測第二伙伴收發(fā)機對數(shù)據(jù)分組的接收；
評估中繼設(shè)備(100)和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路；
評估第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路；
當(dāng)檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示符；其中基于以下條件檢測需要幫助的情況
定時器屆滿，其中當(dāng)接收到數(shù)據(jù)分組之后在特定時間間隔內(nèi)未接收到確認(rèn)分組時發(fā)生定時器屆滿；和
第一通信鏈路是否優(yōu)于第二通信鏈路，第二通信鏈路是通過可從數(shù)據(jù)分組中得到的信息進(jìn)行評估的；以及
響應(yīng)于該幫助指示符而發(fā)送原始數(shù)據(jù)分組或該數(shù)據(jù)分組的編碼版本。
26.一種具有程序代碼的計算機程序，當(dāng)該程序代碼在計算機上運行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于對要從第一伙伴收發(fā)機發(fā)送到第二伙伴收發(fā)機的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行中繼的中繼設(shè)備。該中繼設(shè)備(100)包括接收單元(110)，該接收單元(110)用于接收數(shù)據(jù)分組以及當(dāng)?shù)诙锇槭瞻l(fā)機成功接收到數(shù)據(jù)分組時接收要從第二伙伴收發(fā)機發(fā)送到第一伙伴收發(fā)機的確認(rèn)分組。中繼設(shè)備(100)還包括幫助檢測器(120)，用于在檢測到需要幫助的情況時提供幫助指示；和發(fā)送單元(130)，用于響應(yīng)于幫助指示而發(fā)送數(shù)據(jù)分組。需要幫助的情況是基于中繼設(shè)備(100)和第二伙伴收發(fā)機之間的第一通信鏈路是否優(yōu)于第一和第二伙伴收發(fā)機之間的第二通信鏈路而進(jìn)行檢測的，第二通信鏈路是通過可從數(shù)據(jù)分組中得到的信息進(jìn)行評估的。
文檔編號H04L1/02GK101222299SQ20071030078
公開日2008年7月16日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者路易斯·羅耶拉, 伊瑪?shù)隆ぐ⒌? 喬爾格·溫德默爾, 菲利普·霍夫曼 申請人:株式會社Ntt都科摩