專利名稱：用于具有延遲遲鈍數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的無線通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)信息的無線傳輸，具體地講，涉及一種經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)無線傳輸 延遲遲鈍的未壓縮數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
通過消費電子裝置已很好地接收高清(HD)電視，現(xiàn)在很多HD組件是可用的。已 經(jīng)開發(fā)了高清多媒體接口(HDMI)標(biāo)準(zhǔn)以允許組件之間的可兼容的接口。下一階段允許消 費電子裝置經(jīng)短距離無線網(wǎng)絡(luò)連接HD組件。為了實現(xiàn)實時視頻轉(zhuǎn)發(fā)，以未壓縮形式來傳輸 視頻。比如文件轉(zhuǎn)發(fā)的時間遲鈍數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)對于為在短距離內(nèi)下載/上傳壓縮的/未壓縮 的視頻文件或其他數(shù)據(jù)文件所設(shè)計的高數(shù)據(jù)速率無線網(wǎng)絡(luò)是很重要的應(yīng)用。盡管這種應(yīng)用 是延遲遲鈍，但是有效的傳輸方案可顯著提高信道效率。對于電池供電的裝置，減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)時間將獲得長的電池壽命。沒有為這種網(wǎng)絡(luò)定義高速PHY(HRP)幀格式。如圖1所示，定義了用于未壓縮視頻 的HRP復(fù)合幀格式。然而，將這種格式用于其他類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)存在一些問題。首先，一些 頭信息(比如時鐘同步信息的字段102和視頻頭的字段104)并不可應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸。其 次，對于復(fù)合包的轉(zhuǎn)發(fā)，設(shè)置7個子包106是合理的，但是這7個子包106需要被映射到5 個ACK組以提供不同類型的凈荷信息。然而，對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，由于最多有兩種凈荷(即數(shù)據(jù) 和控制)，因此，不需要設(shè)置7個子包106，然后執(zhí)行ACK組映射。將被轉(zhuǎn)發(fā)的延遲遲鈍數(shù)據(jù) 可包括存儲的多媒體文件?，F(xiàn)在，有很多時候需要將這種多媒體文件從一個裝置轉(zhuǎn)發(fā)到另 一個裝置。例如，數(shù)字相機(jī)或者攝像機(jī)容易地產(chǎn)生用戶想要上傳到計算機(jī)或HDTV的高分辨 率圖像或者長的視頻剪輯。多媒體文件的大小通常比其他類型的文件大很多。發(fā)明的公開技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種對于未壓縮視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法。有益效果如上所述，通過使用包括用于指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)字段的有一些修 改的現(xiàn)有A/V幀格式或者使用包括PHY控制字段的數(shù)據(jù)包指示字段的新數(shù)據(jù)幀格式，可顯 著提高在高數(shù)據(jù)速率無線網(wǎng)絡(luò)中比如文件轉(zhuǎn)發(fā)的時間遲鈍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程中的信道效率。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時間的減少使電池供電裝置的電池壽命長。


圖1是用于音頻視頻(A/V)應(yīng)用的HRP復(fù)合幀格式；圖2是根據(jù)系統(tǒng)和方法的一個實施例的無線網(wǎng)絡(luò)的功能框圖，所述無線網(wǎng)絡(luò)在無 線裝置之間實現(xiàn)未壓縮的HD視頻傳輸；圖3是根據(jù)系統(tǒng)和方法的一個實施例的經(jīng)無線介質(zhì)用于未壓縮的HD視頻的傳輸
4的示例性通信系統(tǒng)的功能框圖；圖4是示出在源裝置和目標(biāo)裝置之間的文件轉(zhuǎn)發(fā)場景的示圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的PHY控制字段的示圖6是示出MAC頭擴(kuò)展格式的示圖7是示出圖6中的重發(fā)指示符字段格式的示圖8是示出子包格式的示圖9是示出圖8中的子包凈荷格式的示圖10是示出圖9中的凈荷格式的示圖11是示出用于數(shù)據(jù)的HRP幀格式的示圖12是示出圖11的用于數(shù)據(jù)的PHY頭的示圖13是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的MAC頭的示圖14是示出圖13中MAC控制字段的示圖15是示出MAC頭擴(kuò)展格式的示圖16是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于數(shù)據(jù)的HRP幀格式的示圖17是示出對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
最佳實施方式
本發(fā)明的一方面提供了一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方
法。該方法包括將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包；將PHY頭附加在至少一個數(shù)據(jù)包中以形成媒體 訪問控制(MAC)幀；在PHY頭中設(shè)置指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段；將MAC幀發(fā) 送到無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置。在已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)后，發(fā)送步驟可用MAC幀對未壓縮的視頻進(jìn)行打包，并設(shè)置PHY 頭的字段以指示A/V數(shù)據(jù)正被轉(zhuǎn)發(fā)。所述方法還可包括將至少一個數(shù)據(jù)包分割為預(yù)定數(shù)量的子包，其中，子包不包含 A/V數(shù)據(jù)時的子包的預(yù)定數(shù)目與轉(zhuǎn)發(fā)A/V數(shù)據(jù)時的子包的數(shù)目不同。子包的預(yù)定數(shù)目可以 與所述另一裝置中的確認(rèn)(ACK)組的數(shù)目相同，從而在所述另一裝置中的PHY層不應(yīng)用用 于將子包映射到ACK組的確認(rèn)組映射。每個ACK組可附加有循環(huán)冗余校驗和(CRC)，其中， 由PHY層處理CRC。接收器方的PHY層可將ACK組中的所有子包移動到接收器方的MAC層。 MAC層可有選擇地選擇CRC正確的子包。所述方法還可包括配置重發(fā)指示符字段以指示每個子包的重發(fā)狀態(tài)。所述方法還 可包括將MAC頭附加到至少一個數(shù)據(jù)包上以形成MAC幀。每個子包可包括自己的MAC頭， 從而在一個MAC頭中的差錯不會影響其他子包。子包可共享一個MAC頭。A/V數(shù)據(jù)可包括視頻、音頻和控制。MAC幀可包括MAC頭，其中，MAC幀還包括用于 PHY頭和MAC頭的頭CRC。多個數(shù)據(jù)包中的每個數(shù)據(jù)包可包括子包，其中，子包包括多個小的凈荷。每個小的 凈荷可包括子子包。每個小的凈荷可包括具有用于長度、序列號、段控制、CRC和MSDU的字 段的凈荷頭。每個小的凈荷可包括已知模式?？稍O(shè)計PHY和MAC頭以適合于3個正交頻分復(fù)用(OFDM)符號。本發(fā)明的另一方面提供了一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的 系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括發(fā)送器，用于接收數(shù)據(jù)并根據(jù)第一格式產(chǎn)生多個媒體訪問控制(MAC)幀，所述發(fā)送器包括物理(PHY)層和MAC層；接收器，用于從發(fā)送器接收多個MAC幀，并根據(jù) 第一格式提取原始數(shù)據(jù)，所述接收器包括物理(PHY)層和媒體訪問控制(MAC)層。MAC幀包 括用于指示MAC幀中的數(shù)據(jù)包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段。在已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)后，MAC幀可包含未壓縮的視頻，并且MAC幀的字段被設(shè)置為指 示A/V數(shù)據(jù)正被轉(zhuǎn)發(fā)，其中，發(fā)送器和接收器使用第二格式的MAC幀。發(fā)送器還可包括檢測器，用于檢測數(shù)據(jù)是否包含A/V數(shù)據(jù)；控制器，用于根據(jù)來 自檢測器的信號設(shè)置MAC幀的字段。本發(fā)明的另一方面提供了一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的 系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括發(fā)送器，用于接收數(shù)據(jù)并根據(jù)第一格式產(chǎn)生多個媒體訪問控制幀，所 述發(fā)送器包括物理(PHY)層和MAC層；接收器，用于從發(fā)送器接收多個MAC幀，并根據(jù)第一 格式來提取原始數(shù)據(jù)，所述接收器包括物理(PHY)層和媒體訪問控制(MAC)層。MAC幀中的 數(shù)據(jù)包可不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一方面提供了一種對于未壓縮視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的系 統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括用于將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包的裝置；用于將PHY頭附加到至少一個 數(shù)據(jù)包以形成媒體訪問控制(MAC)幀的裝置；用于在PHY頭中設(shè)置指示包不包含音頻視頻 (A/V)數(shù)據(jù)的字段的裝置；用于將MAC幀發(fā)送到無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置的裝置。發(fā)明的實施方式下面對特定實施例的詳細(xì)描述表示對本發(fā)明的具體實施例的多種描述。然而，還 可以以權(quán)利要求定義和包含的多種不同方式來實現(xiàn)本發(fā)明。在本描述中，附圖中存在標(biāo)號， 其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的部件。只是因為結(jié)合本發(fā)明的一些特定具體實施例的詳細(xì)描述利用在這里提出的說明 書中使用的術(shù)語，因此不意欲以任何有限或限制性的方式解釋這些術(shù)語。此外，本發(fā)明的實 施例可包括一些新的特征，而這些特征中的單個特征并不單獨對期望的屬性起作用或者對 實現(xiàn)這里描述的本發(fā)明是必要的。通信系統(tǒng)的概述特定實施例提供了一種用于經(jīng)無線信道從發(fā)送器向接收器發(fā)送未壓縮的HD視頻 信息的方法和系統(tǒng)。如圖2所示，無線視頻區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WVAN)包括一個協(xié)調(diào)器和一個或多個站點。協(xié)調(diào) 器通常是(但不總是)作為音頻或視頻數(shù)據(jù)的接收裝置的裝置(例如顯示器)，而且還可以 潛在地是像個人視頻記錄器(PVR)的媒體存儲裝置。在另一方面，站點是具有媒體的裝置， 潛在地，它可以用時分雙工(TDD)方案同時是源裝置或接收裝置。計算和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)使用開放式系統(tǒng)互連參考模型(0SI模型)以進(jìn)行通信和計算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計。0SI模型是定義兩個裝置之間進(jìn)行通信的需求的七層的分層結(jié)構(gòu)。所述七 層包括應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。這里數(shù)據(jù)鏈路層和物理層緊密相關(guān)。數(shù)據(jù)鏈路層提供功能的和程序性的手段以在 網(wǎng)絡(luò)實體之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并可檢測(有可能的話還糾正)在物理層中可能出現(xiàn)的差錯。數(shù)據(jù) 鏈路層被劃分為兩個子層媒體訪問控制(MAC)層和邏輯鏈路控制(LLC)層。MAC子層控 制網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)如何獲得對數(shù)據(jù)的訪問和發(fā)送數(shù)據(jù)的許可。LLC層控制幀同步、流控制和 檢錯。物理(PHY)層定義裝置的所有電氣和物理規(guī)范。
高速PHY(HRP)是通過合適的天線技術(shù)支持大約10m的距離內(nèi)每秒若干Gb的吞 吐量的PHY。為此，如圖2所示，HRP方向性強(qiáng)并只可用于單播連接。HRP被最優(yōu)化以傳送 未壓縮的高清視頻，并且可使用HRP來傳送其他數(shù)據(jù)。為了支持多視頻解決方案，HRP定義 至少一個數(shù)據(jù)速率。HRP攜帶比如音頻和視頻的同步數(shù)據(jù)、異步數(shù)據(jù)、MAC命令、天線控制 (steering)信息、數(shù)據(jù)和用于A/V裝置的高層控制數(shù)據(jù)。作為選擇，HRP可同步地攜帶所有 數(shù)據(jù)。低速率PHY (LRP)是每秒若干Mb的雙向鏈路，所述雙向鏈路也提供大約10m的范 圍。如圖2所示，在最高數(shù)據(jù)速率是定向的同時，為LRP定義具有接近全方向的覆蓋的低數(shù) 據(jù)速率的多個數(shù)據(jù)速率。因為LRP具有接近全方向的模式，所以LRP可被用于單播和多播 連接。此外，因為所有的站點支持LRP，所以LRP可被用于站點到站點的鏈路。LRP支持包 括定向模式的多個數(shù)據(jù)速率，并可被用于攜帶低速率同步數(shù)據(jù)(比如音頻)、低速率異步數(shù) 據(jù)、包括信標(biāo)幀的MAC命令、HRP包的確認(rèn)、天線控制信息、兼容性信息和A/V裝置的高層控 制數(shù)據(jù)。HRP和LRP在重疊的頻帶內(nèi)操作，從而通過MAC以TDMA(時分多址)方式協(xié)作。 WVAN同時支持至少一個未壓縮的1080p視頻流和相關(guān)的音頻。還支持多個低速率未壓縮的 視頻流，例如，兩個1080i視頻流。 WVAN支持兩種類型的裝置、協(xié)調(diào)器和站點。協(xié)調(diào)器控制WVAN中的時序，跟蹤WVAN 的成員，使用LRP或使用HRP發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。站點使用LRP發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，發(fā)起流連接， 使用HRP發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。站點可以用作WVAN中的協(xié)調(diào)器。這種站點被稱作有能力的協(xié)調(diào)器。除了協(xié)調(diào)器和站點的這兩種MAC特性，WVAN中的每個裝置將具有四種不同PHY性 能(HR0、HRRX、HRTX和HRTR)中的一種性能。HR0是不能使用HRP發(fā)送或接收的裝置。HRRX 是能夠以HRP接收，但是不能使用HRP發(fā)送的裝置。HRTX是能夠以HRP發(fā)送但不能使用HRP 接收的裝置。HRTR是能夠使用HRP發(fā)送和接收的裝置。所有適合的無線裝置能夠使用LRP發(fā)送和接收。HRP和LRP可提供多個數(shù)據(jù)速率。無線通信系統(tǒng)的詳細(xì)操作現(xiàn)在將描述在無線高清(HD)音頻視頻(A/V)系統(tǒng)中的一些實施例。A/V系統(tǒng)還可 包括視聽系統(tǒng)。圖2示出了根據(jù)特定實施例的在比如A/V裝置協(xié)調(diào)器和A/V站點的A/V裝置之間 實現(xiàn)未壓縮HD視頻傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)100的功能框圖。在其他實施例中，所述裝置中的一個 或多個裝置可以是計算機(jī)，比如個人計算機(jī)(PC)。網(wǎng)絡(luò)100包括裝置協(xié)調(diào)器112和多個A/ V站點114 (例如，裝置1......裝置N)。A/V站點114利用低速率(LR)無線信道116(圖2中的虛線)，并可使用高速率 (HR)信道118(圖2中的重實線)在任何裝置之間進(jìn)行通信。裝置協(xié)調(diào)器112使用低速率 信道116和高速率無線信道118與站點114進(jìn)行通信。每個站點114使用低速率信道116 與其他站點114進(jìn)行通信。高速率信道118經(jīng)過通過波束成形建立的定向波束支持例如若 干Gb每秒帶寬的單方向單播傳輸，以支持未壓縮的HD視頻傳輸。例如，機(jī)頂盒可經(jīng)過高速 率信道118將未壓縮的視頻發(fā)送到HD電視(HDTV)。在特定實施例中，低速率信道116可支 持例如高至40Mbps吞吐量的雙向傳輸。低速率信道116主要用于發(fā)送控制幀(比如確認(rèn)(ACK)幀)。例如，低速率信道116可將確認(rèn)從HDTV發(fā)送到機(jī)頂盒。還可直接在兩個裝置 之間以低速率信道發(fā)送一些比如音頻和壓縮的視頻的低速率數(shù)據(jù)。時分雙工TDD被應(yīng)用到 高速率和低速率信道。在特定實施例中，在任何時間低速率信道和高速率信道都不能用于 并行傳輸。波束成形技術(shù)可被用于低速率信道和高速率信道。低速率信道還可支持全向傳 輸。在一個示例中，裝置協(xié)調(diào)器112是視頻信息的接收器(下面稱作“接收器112”)， 站點114是視頻信息的發(fā)送器(下面稱作“發(fā)送器114”)。例如，接收器112可以是比如在 作為一種WLAN的家庭無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的HDTV電視機(jī)中實現(xiàn)的視頻和/或音頻數(shù)據(jù)的接收 裝置。發(fā)送器114可以是未壓縮的視頻或音頻的源裝置。發(fā)送器114的示例包括機(jī)頂盒、 DVD播放器或記錄器、數(shù)字相機(jī)、攝像機(jī)等。圖3示出示例性通信系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200包括無線發(fā)送器202和無線 接收器204。發(fā)送器202包括物理(PHY)層206、媒體訪問控制(MAC)層208和應(yīng)用層210。 同樣，接收器204包括PHY層214、MAC層216和應(yīng)用層218。PHY層通過無線介質(zhì)201經(jīng)過 一個或多個天線在發(fā)送器202和接收器204之間提供無線通信。發(fā)送器202的應(yīng)用層210包括A/V預(yù)處理模塊211和音頻視頻控制(AV/C)模塊 212。A/V預(yù)處理模塊211可執(zhí)行比如劃分未壓縮的視頻的音頻/視頻的預(yù)處理。AV/C模 塊212提供交換A/V性能信息的標(biāo)準(zhǔn)方式。在連接開始之前，AV/C模塊協(xié)商將被使用的A/ V格式，當(dāng)需要連接結(jié)束時，使用AV/C命令以停止連接。在發(fā)送器202中，PHY層206包括用于與MAC層208和射頻(RF)模塊207進(jìn)行通 信的低速率(LR)信道203和高速率(HR)信道205。在特定實施例中，MAC層208可包括 打包模塊(未示出)。發(fā)送器202的PHY/MAC層將PHY和MAC頭添加到包并經(jīng)過無線信道 201將包發(fā)送到接收器204。在無線接收器204中，PHY/MAC層214、216處理接收的包。PHY層214包括連接到 一個或多個天線的RF模塊213。LR信道215和HR信道217用于與MAC層216和RF模塊 213進(jìn)行通信。接收器204的應(yīng)用層218包括A/V后處理模塊219和AV/C模塊220。例如， 模塊219可執(zhí)行模塊211的處理方法的逆處理以重新產(chǎn)生未壓縮的視頻。AV/C模塊220以 與發(fā)送器202的AV/C模塊212互補(bǔ)的方式操作。循環(huán)冗余校驗和循環(huán)冗余校驗和(CRC)是從數(shù)據(jù)塊(比如經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)包)計算 的值。校驗和被用于檢測傳輸后的差錯。在傳輸之前計算CRC并將CRC附加在數(shù)據(jù)包上， 接收方隨后對CRC進(jìn)行驗證以確認(rèn)在傳輸過程中沒有出現(xiàn)改變。在具有發(fā)送器和接收器的無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送器計算將被發(fā)送到接收器的數(shù)據(jù) 包的循環(huán)冗余校驗和，并將該校驗和附加在數(shù)據(jù)包上。接收數(shù)據(jù)包與校驗和的接收器計算 它自己的接收的數(shù)據(jù)包的循環(huán)冗余校驗和，將計算的校驗和與接收的校驗和進(jìn)行比較以確 定在傳輸期間是否改變了數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。數(shù)據(jù)包包括將被發(fā)送的凈荷、PHY頭和MAC頭。CRC被附加到作為數(shù)據(jù)包的一部分 的MAC頭中。通常，MAC頭的大小是可變的。計算可變大小的數(shù)據(jù)包的CRC的效率低。本發(fā)明的一方面提供一種固定大小或長度的MAC頭。由于MAC頭的一些字段可能 具有可變長度，所以MAC頭的擴(kuò)展用于處理MAC頭的可變部分。在MAC頭擴(kuò)展中MAC頭的可變部分被隔離，在確定MAC頭的可變部分的CRC時使用可變部分的長度信息或大小指標(biāo)。更具體地講，非常有效地處理作為數(shù)據(jù)包中不可能有可變大小的部分的MAC頭的 非擴(kuò)展部分。具體地講，計算固定長度的PHY和MAC頭的CRC非常有效。對于可變長度的 MAC頭擴(kuò)展部分，計算單獨的CRC，并通過提供MAC頭擴(kuò)展的大小指標(biāo)來方便計算。除了保 持計算速度外，單獨的CRC計算提高了 MAC頭擴(kuò)展的傳輸?shù)目煽啃浴D4是示出源裝置和目標(biāo)裝置之間的文件轉(zhuǎn)發(fā)場景的示圖。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用包括文 件轉(zhuǎn)發(fā)、存儲的多媒體文件等，其中，源裝置進(jìn)行發(fā)送，而目標(biāo)裝置進(jìn)行接收。如圖4所示， 源裝置S經(jīng)過無線鏈路將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)裝置D。通常，源裝置使用支持若干Gbps數(shù)據(jù)速率的高速鏈路以將數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)裝置。 在圖4中示出這種高速鏈路。目標(biāo)裝置D，使用低速反饋鏈路以將確認(rèn)幀發(fā)送到源裝置。在 特定實施例中，高速前向鏈路與反向鏈路使用相同的帶寬。有兩種定義支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的HRP幀格式的方法(1)使用有一些修改的現(xiàn)有音頻 視頻(A/V)幀格式和(2)使用新的數(shù)據(jù)幀格式。使用有修改的現(xiàn)有A/V幀格式圖1中示出的A/V幀格式中的多個字段對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)來說是多余的。因此，在數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用中，為了效率和速度，可忽略這些多余字段。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的PHY控制字段711的示圖。在本發(fā)明實施例中， 分配PHY控制字段711中的六個保留比特中的一個比特并將該比特用于區(qū)分A/V轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。如果比特715指示存在數(shù)據(jù)，則可忽略圖1中的視頻頭字段104和時鐘同步字段 102。而且，由于不包括音頻和視頻，所以可將子包段106的數(shù)目從7減小到5。如圖5所示，PHY控制字段711包括用于波束跟蹤713、傾斜星座 (skewedconstellation) 714、數(shù)據(jù)或A/V指示715、保留空間716的子字段。子字段和子字 段的順序是不重要的，可取決于特定的應(yīng)用和實施例?？梢灾匦屡帕凶侄巍Ｈ欢?，字段的要 素不會改變。在這個實施例中，數(shù)據(jù)或A/V指示字段715已經(jīng)被添加到圖1所示的原始PHY 幀的PHY控制字段711。對于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，自由字段(freed field)(即不再與特定目的相關(guān)并可用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)的那些字段)包括視頻頭(24字節(jié))104、時鐘同步(6字節(jié))102和兩個(6字節(jié)的)子包 字段106。這些自由空間可被用作重發(fā)指示符字段855，如圖6所示，該字段被添加到MAC 頭擴(kuò)展850中。MAC頭擴(kuò)展850可包括用于擴(kuò)展控制851、子包類型852、LRP反饋853、多 個ACK組854和重發(fā)指示符855的字段。重發(fā)指示符855可包括用于子包的子字段856和 保留空間857。重發(fā)指示符855可如圖7所示被格式化。如果子包被重發(fā)，則用于子包的比特可 被設(shè)置為“ 1 ”。否則，用于子包的比特被設(shè)置為“0”。現(xiàn)在將參照圖8，子包字段856包括初始化向量857、子包凈荷858、LSBCRC 859和 MSB CRC 860的子字段。當(dāng)PHY控制字段711的數(shù)據(jù)或A/V指示字段715被設(shè)置為指示數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時，可如圖9所示來對圖8的子包856中的子包凈荷858進(jìn)行格式化。子包凈荷858 包括用于多個凈荷861的子子字段。以這種方式，可獲得子包級和凈荷級的兩級聚合。在 MAC控制字段中具有不同設(shè)置的子包(即信標(biāo)、數(shù)據(jù)和MAC控制幀)可聚合在一個MAC幀 中。此外，每個子包可具有多個凈荷。由于子包的一般大小是100k 200k比特，因此多個40 1500字節(jié)的IP包的凈荷可被聚合為一個凈荷。作為選擇，大于子包的大小的凈荷 (例如，65536字節(jié)的IP包)可被分割為多個子包，并被包括在多個子包中。因此，來自凈 荷的子包還可以被再分組為子子包。在特定實施例中，PHY控制字段711的數(shù)據(jù)或A/V指 示字段715包括1比特?？扇鐖D10所示來對多個凈荷861的每個凈荷進(jìn)行格式化，每個凈荷包括用于長度 862、序列號863、段控制864、CRC 865、MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU) 866的字段。MSDU可包括 多個數(shù)據(jù)幀，通過MAC接收MSDU，然后MSDU被分割或者與其他最近接收的MSDU連接以形成 MPDU。長度字段862以八比特字節(jié)指示MSDU 866的長度。序列號字段863是2~ 14的模。 分段控制字段864被格式化為00 (完整的MSDU)、01 (MSDU的第一段)、10 (MSDU的中間段) 和11 (MSDU的最后段)。計算凈荷頭867中的CRC字段865。作為選擇，已知序列模式可被添加到凈荷頭以克服凈荷頭中CRC差錯的情況，從 而可基于已知序列模式來提取凈荷。該已知序列模式可相似于IEEE802. lln的A-MPDU中 使用的模式。使用新數(shù)據(jù)幀格式圖11是示出數(shù)據(jù)的HRP幀格式700的示圖，圖12是示出用于圖11所示的頭部分 的PHY頭710的示圖。參照圖12，在PHY頭中，首先，PHY控制字段711的一個數(shù)據(jù)包指示字段715指示 數(shù)據(jù)包是將被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)幀還是A/V幀。對于HRP數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)包指示字段715被設(shè)置 為1。如果該字段指示存在數(shù)據(jù)，則忽略圖1中所示的A/V幀格式中的視頻頭字段104和時 鐘同步字段102。第二，與圖1所示的使用7個子包長度和MCS字段106相反，因為短ACK 具有5個ACK比特，其中，使用5個子包長度和MCS字段712而不是7個，所以如圖11和圖 12所示，該方法直接使用5個ACK組。PHY頭710的ACK組長度信息712用于指示每個ACK 組的長度。如果PHY CRC 773是成功的，則CRC776不必計算。在特定實施例中，PHY控制 字段711的數(shù)據(jù)或A/V指示字段715包括1比特。再次參照圖11，在HRP凈荷770中，可能有多個子包772。這些子包772被分組到 五個ACK組771中。每個ACK組771可具有一個或多個子包772。每個ACK組771附加有 4字節(jié)的CRC 773。在HRP PHY層設(shè)置CRC 773以設(shè)置一個ACK比特。用這種方案，接收器 的PHY層在反饋短ACK包之前不需要分析每個子包。因此，可減少數(shù)據(jù)幀和短ACK包之間 的幀間持續(xù)時間。在PHY頭710中為每個ACK組771定義712中給定的長度信息。如果由 ACK組CRC 773檢測的ACK組771中一些比特是錯的，則相應(yīng)的ACK比特將被設(shè)置為0。發(fā) 送器將重發(fā)ACK組771中的所有子包。然而，在接收器方的MAC層，由于每個子包具有其自 身的CRC校驗，所以MAC層可知道哪個子包是正確的。即使ACK組CRC 773報告ACK組771 中的一些錯誤，PHY層也將ACK組771中的所有子包772移動到MAC層。用這種方案，從一 個ACK組771的每個子包772的多份拷貝中，MAC層可有選擇地挑出本身的CRC 773是正 確的那些子包772。如果PHY設(shè)計具有這種限制，則每個ACK組771的持續(xù)時間可具有固定的持續(xù)時 間。例如，在一個示例中，PHY可需要每個ACK組772為50毫秒長。在這種情況下，如果來 自上層的子包772具有可變大小，則無效數(shù)據(jù)可被附加到ACK組771中的最后子包的尾部。每個子包772以8比特的分隔符774、12比特長度信息775、4比特CRC776和MPDU
10777開始。MPDU 777包括MAC頭，MAC頭擴(kuò)展(如果存在安全或鏈路適應(yīng)頭信息)和MAC凈 荷(MSDU或A-MSDU)信息字段。分隔符774可被設(shè)置為特定模式，例如，在IEEE 802. lln 中的A-MPDU中使用的ASCII碼N。參照圖11，HRP幀格式700可還包括PHY前導(dǎo)701和波束跟蹤704。在另一實施 例中，由于凈荷770的一部分不能用作波束跟蹤，所以不單獨提供波束跟蹤704。圖13至圖15顯示圖11所示的MAC頭730和MAC頭擴(kuò)展750。圖13是示出根據(jù) 本發(fā)明實施例的MAC頭的示圖，圖14是示出圖13的MAC控制字段的示圖，圖15是示出MAC 頭擴(kuò)展格式的示圖。在圖13中示出圖11的MAC頭730的格式。MAC頭730包括用于MAC控制731、目 標(biāo)ID 732、源ID 733、無線視頻區(qū)域網(wǎng)絡(luò)ID (WVNID) 734、流索引735、序列號736的字段。在 圖14中示出MAC控制字段731。MAC控制字段731包括用于協(xié)議版本741、包類型742、ACK 策略743、安全744、重試745、鏈路適應(yīng)746和保留空間747的子字段。與圖1中的用于A/V應(yīng)用的HRP復(fù)合幀格式的MAC頭相比，如圖14所示，去除MAC 頭擴(kuò)展字段750，原始MAC頭擴(kuò)展字段中的3比特被添加到MAC控制字段731中。如果安全 744的指示比特或者鏈路適應(yīng)比特746設(shè)置為1，則如圖15所示，在MAC頭730之后，相應(yīng) 的字段751、752將被添加到MAC頭擴(kuò)展部分750。所述MAC擴(kuò)展部分750包括用于安全頭 751、鏈路適應(yīng)752和LRP反饋753的字段。在圖11中，如上所述，每個子包772在MPDU 777中具有其自己的MAC頭。該方案 允許在MAC控制字段731中具有不同設(shè)置的子包772聚合在一起。例如，不同種類的子包 (比如信標(biāo)、數(shù)據(jù)和MAC控制幀)可被聚合在一起。此外，重發(fā)的包和最初重發(fā)的包還可被 聚合。另外，該方案提高了傳輸?shù)目煽啃?。一個MAC頭中的差錯將不會影響其他子包。圖16是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的HRP幀格式的示圖。圖16示出用于所有子包 872共享一個MAC頭730的數(shù)據(jù)的可代替的HRP幀格式800。由于所有子包872共享一個 MAC頭730，所以該方案具有使MAC頭開銷最小的優(yōu)點。然而，具有不同MAC控制結(jié)構(gòu)的子 包不能被聚合在一起。每個子包872包括8比特的分隔符(未示出)、12比特的長度信息 875、6比特子包類型信息778、2個保留比特779、4比特CRC 876。PHY頭、MAC頭和MAC控 制分別與圖12、圖13和圖14所示的相同。保留的42字節(jié)802中的一個字節(jié)被用于指示每個子包的重發(fā)狀態(tài)。這一個字節(jié) 的字段被稱作圖6所示的重發(fā)指示符855。在上面討論的新幀格式中，有很多不使用的頭字節(jié)，可如下所示來使用這些頭字 節(jié)由于圖1的A/V幀格式需要4個OFDM符號，可設(shè)計適合3個OFDM符號(69字節(jié))的 數(shù)據(jù)特定PHY和MAC頭；如果由于PHY設(shè)計約束，4個OFDM符號是必要的，則可用下面的選 項；由于HCS計算跳過自由字段，所以在自由字段中出現(xiàn)的比特差錯將不會導(dǎo)致CRC失敗， 這消除了誤報(false-positive)的可能性；自由字段可被用于定義用于5個子包的序列號 和重發(fā)計數(shù)；可在這些自由字段中設(shè)置一些高層協(xié)議信息，或者在這些自由字段中放置比 如AVC消息的一些小的控制消息。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例以用于特定的無線HD視頻網(wǎng)絡(luò)，但是HRP幀結(jié)構(gòu) 并不限于此。在無線視頻網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中通?？衫闷渌鸐AC協(xié)議來使用實施例。圖17是示出對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法。該方法(S1000)包括將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包(S1010)；將PHY頭附加至少一個數(shù)據(jù)包中以形成 媒體訪問控制(MAC)幀(S1020)；在PHY頭中設(shè)置1比特以指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù) 據(jù)(S1030)；將MAC幀發(fā)送到在無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置(S1040)。在分割步驟(S1010) 中，作為選擇，如上所述，小的凈荷可被聚合為一個子包。碰盡管在上面的詳細(xì)描述已經(jīng)顯示、描述和指出應(yīng)用到各種實施例的本發(fā)明的基本 新穎性特征，但是應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的意圖的情況下，可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員在形 式和細(xì)節(jié)上對示出的系統(tǒng)的進(jìn)行各種省略、替代和改變。
權(quán)利要求
一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法，該方法包括將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包；將PHY頭附加在至少一個數(shù)據(jù)包中以形成媒體訪問控制(MAC)幀；在PHY頭中設(shè)置指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段；將MAC幀發(fā)送到無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)后，發(fā)送步驟用MAC幀對未壓縮 的視頻進(jìn)行打包，并設(shè)置PHY頭的字段以指示A/V數(shù)據(jù)正被轉(zhuǎn)發(fā)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將至少一個數(shù)據(jù)包分割為預(yù)定數(shù)量的子包，其 中，子包不包含A/V數(shù)據(jù)時的子包的預(yù)定數(shù)目與轉(zhuǎn)發(fā)A/V數(shù)據(jù)時的子包的數(shù)目不同。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，子包的預(yù)定數(shù)目與所述另一裝置中的確認(rèn)(ACK)組 的數(shù)目相同，從而在所述另一裝置中的PHY層不應(yīng)用用于將子包映射到ACK組的確認(rèn)組映 射。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，每個ACK組附加有循環(huán)冗余校驗和(CRC)，其中，由 PHY層處理CRC。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，接收器方的PHY層將ACK組中的所有子包移動到接 收器方的MAC層。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，MAC層有選擇地選擇CRC正確的子包。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括配置重發(fā)指示符字段以指示每個子包的重發(fā)狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將MAC頭附加到至少一個數(shù)據(jù)包上以形成MAC幀。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，每個子包包括自己的MAC頭，從而在一個MAC頭中 的差錯不會影響其他子包。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，子包共享一個MAC頭。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，A/V數(shù)據(jù)包括視頻、音頻和控制。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，MAC幀包括MAC頭，其中，MAC幀還包括用于PHY 頭和MAC頭的頭CRC。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，多個數(shù)據(jù)包中的每個數(shù)據(jù)包包括子包，其中，子包 包括多個小的凈荷。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個小的凈荷包括子子包。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個小的凈荷包括具有用于長度、序列號、段控 制、CRC和MSDU的字段的凈荷頭。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個小的凈荷包括已知模式。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，設(shè)計PHY和MAC頭以適合于3個正交頻分復(fù)用 (OFDM)符號。
19.一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 發(fā)送器，用于接收數(shù)據(jù)并根據(jù)第一格式產(chǎn)生多個媒體訪問控制(MAC)幀，所述發(fā)送器包括物理(PHY)層和MAC層；接收器，用于從發(fā)送器接收多個MAC幀，并根據(jù)第一格式提取原始數(shù)據(jù)，所述接收器包括物理(PHY)層和媒體訪問控制(MAC)層，其中，MAC幀包括用于指示MAC幀中的數(shù)據(jù)包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，在已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)后，MAC幀包含未壓縮的視頻， 并且MAC幀的字段被設(shè)置為指示A/V數(shù)據(jù)正被轉(zhuǎn)發(fā)，其中，發(fā)送器和接收器使用第二格式的 MAC 幀。
21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，發(fā)送器還包括檢測器，用于檢測數(shù)據(jù)是否包含 A/V數(shù)據(jù)；控制器，用于根據(jù)來自檢測器的信號設(shè)置MAC幀的字段。
22.一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括發(fā)送器，用于接收數(shù)據(jù)并根據(jù)第一格式產(chǎn)生多個媒體訪問控制幀，所述發(fā)送器包括物 理(PHY)層和MAC層；接收器，用于從發(fā)送器接收多個MAC幀，并根據(jù)第一格式來提取原始數(shù)據(jù)，所述接收器 包括物理(PHY)層和媒體訪問控制(MAC)層，其中，MAC幀中的數(shù)據(jù)包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)。
23.一種對于未壓縮視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包的裝置；用于將PHY頭附加到至少一個數(shù)據(jù)包以形成媒體訪問控制(MAC)幀的裝置； 用于在PHY頭中設(shè)置指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段的裝置； 用于將MAC幀發(fā)送到無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置的裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，PHY頭中的該字段包括1比特。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)用于轉(zhuǎn)發(fā)延遲遲鈍的數(shù)據(jù)。
全文摘要
公開了一種對于無線通信系統(tǒng)使用媒體訪問控制(MAC)頭的系統(tǒng)和方法，所述無線通信系統(tǒng)包括應(yīng)用層、MAC層和物理層。所述MAC頭適應(yīng)位于網(wǎng)絡(luò)中的裝置之間的時間延遲遲鈍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。MAC頭找到在組件之間轉(zhuǎn)發(fā)高清(HD)視頻的短距離網(wǎng)絡(luò)中的具體利益。本發(fā)明的一個實施例包括一種對于未壓縮的視頻在無線通信網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方法，該方法包括將數(shù)據(jù)分割為多個數(shù)據(jù)包；將PHY頭附加在至少一個數(shù)據(jù)包中以形成MAC幀；在PHY頭中設(shè)置指示包不包含音頻視頻(A/V)數(shù)據(jù)的字段；將MAC幀發(fā)送到無線通信網(wǎng)絡(luò)中的另一裝置。
文檔編號H04L12/28GK101809952SQ200880109198
公開日2010年8月18日 申請日期2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
發(fā)明者哈基拉特·辛格, 敖超, 秦湘平, 邵懷榮 申請人:三星電子株式會社