BRPI0103970B1

BRPI0103970B1 - Protocolo de controle de acesso aos meios físicos com prioridade e intervalos livres de disputa

Info

Publication number: BRPI0103970B1
Application number: BRPI0103970-9A
Authority: BR
Inventors: Lawrence W Yonge; Iii; Brian E Markwalter; Stanley J Ii Kostoff; James Philip Patella; William E Earnshaw
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2015-07-21
Also published as: BR0103970A; US7916746B2; ATE476034T1; MXPA01007881A; JP4834253B2; AU5775701A; KR100748202B1; EP1179919A2; CN1338842A; US20080175265A1; CA2354631A1; EP1179919B8; AU784918B2; US7352770B1; EP1179919A3; KR20020012146A; DE60142668D1; CN100428705C; JP2002185473A; EP1179919B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROTOCOLO DE CONTROLE DE ACESSO AOS MEIOS FÍSICOS COM PRIORIDADE E INTERVALOS LIVRES DE DISPUTA".

Campo Técnico Essa invenção refere-se a protocolos de Controle de Acesso ao Meio Físico (MAC) em redes de CSMA.

Antecedentes Os sistemas de transmissão de dados ou redes usam algum tipo de protocolo de controle de acesso ao meio físico para controlar o acesso ao meio físico, por exemplo, uma linha de energia AC ou cabo Ethernet, se o meio físico é um meiò físico compartilhado. Esse mecanismo de acesso ao meio físico compartilhado pode ser consulta seqüencial, Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA), passagem de fichas, Acesso Múltiplo com Leitura de Portadora (CSMA), ou algum outro protocolo de acesso compartilhado. A consulta seqüencial usa uma estação mestre centralmente designada para periodicamente consultar outras estações (escravas), proporcionando a esses outros nós permissão explícita para transmitir no meio físico. No protocolo TDMA, um mestre de rede difunde um sinal de sincronização de quadro antes de cada série de mensagens para sincronizar os relógios de todas as estações e, depois que a sincronização ocorre, cada estação transmite durante um pedaço de tempo unicamente alocado. No esquema de passagem de fichas, o acesso para o meio físico de transmissão é determinado pela possessão de uma unidade de dados especial, chamada uma ficha, que é passada de estação para estação. No protocolo CSMA, todas as transmissões são difundidas no meio físico e as estações escutam o meio físico para determinar quando o meio físico está desocupado antes da transmissão. Em CSMA com anulação de colisão (CSMA/CA), cada estação escuta o meio físico, enquanto cada transmissão está em andamento e, depois que a transmissão termina, espera um intervalo especificado (ou espaço de tempo entre quadros) seguido por um retardo adicional de um ou mais espaços de transmissão (ou resolução de disputa) com base em um número de espaço selecionado antes da transmissão.

Existem variações em um ou mais desses protocolos relacionados com a priorização, o que pode ser necessário para garantir um diálogo eficiente de estação para estação ou exigências de Qualidade do Serviço (QoS). Por exemplo, com CSMA/CA, o primeiro espaço pode ser reservado para uma resposta pela estação que realmente recebeu uma mensagem, ou, altemativamente, um ou mais dos espaços pode ser reservado para transmissões (ou estações) de uma classe de prioridade particular.

Em alguns ambientes de rede, tal como ambientes de rede de linha de energia, a operação do protocolo de CSMA pode ser adversamente afetada por distâncias entre as estações e/ou condições do canal. Adicionalmente, a operação do protocolo CSMA pode ser suscetível a interferência (por exemplo, colisões) causada por redes de sobreposição, isto é, redes que não são planejadas para se comunicarem uma com as outras, mas que pode na realidade ouvir as transmissões das outras, bem como por uma estação oculta (ou nó). A estação oculta é uma estação em uma rede que, por causa de sua localização, pode escutar somente metade de uma troca de comunicação entre outras estações nas mesmas redes ou redes vizinhas. Sob tais circunstâncias e condições, o esquema CSMA pode não funcionar efetivamente para manter a sincronização apropriada da rede e ordenadamente a arbitragem de acesso aos meios físicos. Uma outra conseqüência é que a rede pode ser incapaz de garantir a fidelidade rigorosa às garantias de QoS.

Sumário Em um aspecto da invenção, em uma rede de estações, a disputa de acesso por uma estação tendo um quadro a ser transmitido inclui detectar a informação de controle de disputa para um período de disputa e determinar a partir da informação de controle de disputa se permite-se que a estação dispute o acesso a um meio físico de transmissão no qual as estações estão conectadas durante o período de disputa.

Modalidades da invenção podem incluir um ou mais dos seguintes aspectos. A determinação pode incluir determinar se a informação de controle de disputa indica um acesso livre de disputa e, se a informação de controle de disputa indica um acesso livre de disputa, determinar se um nível de prioridade de acesso do canal associado com o quadro a ser transmitido é superior ao nível de prioridade de acesso de canal associado com um último quadro transmitido. A disputa de acesso pode também incluir detectar se qualquer estação na rede de estações planeja disputar o acesso para o meio físico em um nível de prioridade de acesso de canal que é superior ao nível de prioridade de acesso do canal associado com o quadro a ser transmitido quando a informação de controle de disputa indica um estado livre de disputa e o nível de prioridade de acesso do canal associado com o quadro a ser transmitido é determinado como sendo superior ao nível de prioridade de acesso de canal do último quadro transmitido ou a informação de controle de disputa não indica um estado livre de disputa. A disputa para o acesso para o meio físico de transmissão pode ser submetida a qualquer tal estação planejando disputar o acesso no nível superior de prioridade de acesso de canal. A disputa de acesso pode também incluir disputar o acesso para o meio físico durante o próximo período de disputa se nenhum nível superior de prioridade de acesso de canal é detectado e pode também incluir sinalizar uma intenção para disputar o nível de prioridade de acesso de canal associado para outras estações antes do período de disputa. A disputa pode também incluir estabelecer um período de retardo correspondendo a um tempo de recuo aleatório e monitorar o meio físico de transmissão com relação à atividade pela duração do período de retardo. Se a atividade não é detectada durante o monitoramento, o quadro pode ser transmitido. A detecção de se qualquer estação na rede de estações planeja disputar o acesso para o meio físico em um nível de prioridade de acesso de canal que é superior ao nível de prioridade de acesso de canal associado com o quadro a ser transmitido pode ocorrer em um período de resolução de prioridade imediatamente antes do período de disputa. A detecção de se qualquer estação na rede de estações planeja disputar o acesso para o meio físico em um nível de prioridade de acesso de canal que é superior ao nível de prioridade de acesso de canal associado com o quadro a ser transmitido pode incluir detectar sinalizsr de pelo menos uma outra estação durante o período de resolução de ptiwridade, a sinalização detectada indicando um nível de prioridade de acessa· do canal de um quadro a ser transmitido por pelo menos a outra estação» O período de ressalliição de prioridade pode incluir n espaços de resolução de prioridade e suportar 2n níveis de prioridade de acesso de canal. O valor de n pode ser jgiiual a dois e cada nível de prioridade de acesso de canal pode ser representado como um valor binário de dois bits. O período de resolução de prioridade pode incluir dois espaços de resolução de prioridade, um primeiro espaço odle resolução de prioridade correspondendo a um primeiro bit no valor bináirfo de dois bits e um segundo espaço de resolução de prioridade correspondendo a um segundo bit no valor binário de dois bits, e onde um binário no valwirbinário de dois bits é recebido na sinalização detectada em um corresponidtentíe dos dois espaços de resolução de prioridade. O nível de prioridades de acesso de canal associado com o quadro a ser transmitido pode sen sinalizado nos espaços de resolução de prioridade. A sinalização nos espaços de resolução de prioridade pode incluir sinalização no primeiro espaçe de resolução de prioridade quando o nível de prioridade de acesso de canal associado exige que o primeiro bit no valor binário de dois bits seja um uim es sinalização no segundo espaço de resolução de prioridade quando o níwel de prioridade de acesso de canal associado exige que o segundo bit notwa lor binário de dois bits seja um na eventualidade em que o primeiro bitéüuim um ou sinalização de nenhuma outra estação foi detectada no primeiro espaço de resolução de prioridade.

Um registrador de percepção de portadora virtual para projetar quando o período de resoluçãoc >d*e prioridade começa em relação ao último quadro transmitido pode ser itra ntido. O último quadro transmitido pode incluir informação de controle <0e qiuadro e manter um registrador de percepção de portadora virtual pode nmclnir usar a informação de controle de quadro para proporcionar um valor p»gra o registrador de percepção de portadora virtual. Uma percepção de poftodara física pode ser usada para determinar quando o período de resolução de prioridade começa em relação ao último quadro transmitido. O meio físico de transmissão pode ser uma linha de energia. A sinalização pode incluir transmitir símbolos OFDM e onde detectar a sinalização compreende detectar os símbolos OFDM transmitidos, os símbolos OFDM sendo observáveis por substancialmente todas as estações por causa das características de desempenho de difusão de retardo associadas com os símbolos de OFDM. O período de resolução de prioridade pode seguir um período de inatividade do meio físico de transmissão.

Entre as vantagens da presente invenção estão as seguintes. Os esforços combinados do indicador de controle de disputa para indicar o acesso livre de disputa e o esquema de prioridade de múltiplos níveis servem para equilibrar a imparcialidade do acesso com exigências de latência de QoS. Também, porque um sinal de percepção da portadora física pode ser fraco ou inconstante, as estações são fornecidas com um segundo mecanismo registrador de percepção de portadora "virtual" que possibilita que cada estação mantenha projeções precisas da ocupação do meio físico de transmissão com base na informação de controle de quadro ocorrendo em um último quadro transmitido. Adicionalmente, o formato binário associado com os níveis de prioridade possibilita a separação eficiente de níveis inferiores de prioridade dos níveis superiores de prioridade. A sinalização dos valores de bit em cada espaço de resolução de prioridade por múltiplas estações de disputa é bem adequada para OFDM, já que OFDM é capaz de manipular esse sinais como difusão de retardo. Assim, embora esses sinais não estejam alinhados, cada estação pode sinalizar bem como detectar sinais de outras estações de maneira confiável.

Outros aspectos e vantagens da invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte e das reivindicações.

Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama em bloco de uma rede de estações de rede acopladas em um canal de transmissão, cada uma das estações na rede incluindo uma unidade de controle de acesso aos meios físicos (MAC) e um dispositivo de camada física (PHY). A Figura 2 é um diagrama em bloco detalhado do dispositivo PHY (mostrado na Figura 1). A Figura 3 é uma representação do formato de um quadro OFDM, incluindo um delimitador de início seguido por uma carga útil e um delimitador de final. A Figura 4 é uma representação do formato de um delimitador de um quadro de resposta. A Figura 5A é uma representação do formato de um campo de controle de quadro no delimitador de início (da Figura 3). A Figura 5B é uma representação do formato de um campo de controle de quadro no delimitador de final (da Figura 3). A Figura 6 é uma representação do formato de um campo de controle de quadro no delimitador de resposta (da Figura 4). A Figura 7 é uma representação do formato de um campo de controle de segmento na carga útil do quadro mostrado na Figura 3. A Figura 8 é uma representação do formato de um corpo de quadro na carga útil do quadro mostrado na Figura 3. A Figura 9 é uma representação do formato de um campo de Informação Gerencial de MAC no corpo de quadro mostrado na Figura 8. A Figura 10 é uma representação do formato de um campo de MCTRL no campo de Informação Gerencial de MAC mostrado na Figura 9. A Figura 11 é uma representação do formato de um campo de MEHDR no campo de Informação Gerencial de MAC mostrado na Figura 9. A Figura 12A é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY no campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de solicitação de Estimativa de Canal. A Figura 12B é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de resposta de Estimativa de Canal. A Figura 13A é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no· qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Solicitação de Informação de Conexão. A Figura 13B é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Resposta de Informação de Conexão. A Figura 14 é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Ajustar Parâmetros Locais. A Figura 15 é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Substituir Endereço de Ponte. A Figura 16 é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Fixar Chave de Criptografia de Rede. A Figura 17 é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um tipo de Multidifusão Com Resposta (MWR). A Figura 18 é uma representação do formato de um campo de entrada de dados MMENTRY em um campo de Informação Gerencial de MAC no qual o campo de MEHDR identifica o tipo de entrada de dados como um ti po de Concatenar.

As Figuras 19A e 19B são representações de transmissões de quadro de dados utilizando prioridade e acesso com base em disputa (Figura 19A) e prioridade e acesso livre de disputa (Figura 19B).

As Figuras 19C e 19D são representações de transmissões de quadro de resposta utilizando prioridade e acesso com base em disputa (Figura 19C) e prioridade e acesso livre de disputa (Figura 19D). A Figura 20 é uma representação da prioridade e a sinalização de espaço de resolução de disputa com base no tempo de chegada do quadro a ser transmitido. A Figura 21 é um diagrama em bloco da unidade de MAC (mostrada na Figura 1), a unidade de MAC incluindo uma máquina de estado tendo um manipulador de Transmissão (TX) e um manipulador de Recepção (RX). A Figura 22 é um diagrama em bloco do manipulador de TX da Figura 21. A Figura 23 é um diagrama de fluxo de um processo de transmissão de quadro executado pelo manipulador de TX da Figura 22. A Figura 24 é um diagrama de fluxo de um processo de resolução de resposta executado pelo processo de transmissão de quadro da Figura 23. A Figura 25 é um diagrama de fluxo de um processo de disputa por acesso executado pelo processo de transmissão de quadro da Figura 23. A Figura 26 é um diagrama em bloco do manipulador de RX da Figura 21. A Figura 27 é um diagrama de fluxo de um processo de recepção de quadro executado pelo manipulador de RX da Figura 26. A Figura 28 é um diagrama de estado ilustrando aspectos do processo de transmissão de quadro e do processo de recepção de quadro ilustrados nas Figuras 23 e 27, respectivamente. A Figura 29 é uma representação da rede como sendo separada em redes lógicas, cada uma definida por uma única chave de criptografia. A Figura 30 é um diagrama de fluxo de um processo para a adição de uma nova estação como um membro de uma rede lógica (e usando, como um exemplo, uma das redes lógicas mostradas na Figura 29). A Figura 31 é uma representação mais detalhada das estações do membro da rede lógica (de uma das redes lógicas mostradas na Figura 29), cada estação de membro mantendo uma chave de rede e par de seleção para essa rede lógica. A Figura 32 é um diagrama em bloco de uma rede estendida incluindo duas sub-redes de estações confiáveis conectadas em uma sub-rede de estações não confiável por pontes, cada uma das estações na sub-rede não confiável e as pontes capazes de suportar um mecanismo próxi de ponte. A Figura 33 é um diagrama em bloco da rede estendida da Figura 32 configurada de modo que cada uma das pontes serve como um próxi de ponte para estações nas sub-redes confiáveis nas quais elas estão conectadas quando essas estações são acessadas pelas estações da sub-rede não confiável. A Figura 34 é um diagrama de fluxo de um processo de transmissão com próxi de ponte. A Figura 35 é um diagrama de fluxo de uma porção de processamento por multidifusão do processo de transmissão com próxi de ponte. A Figura 36 é um diagrama de fluxo de um processo de recepção com próxi de ponte. A Figura 37 é uma rede de estações tendo uma das estações servindo como um mestre e as outras estações servindo como escravos para suportar sessões de intervalos isentos de disputa. A Figura 38 é um diagrama de pedaços de tempo durante uma sessão de intervalos livre de disputa. A Figura 39A é um formato de uma entrada de dados gerenciais de MAC de Ajustar Conexão. A Figura 39B é um formato de uma entrada de dados gerenciais de MAC de Usar Conexão. A Figura 40 é uma representação de uma estrutura de envio de quadro para envio de quadro com respostas. A Figura 41 é uma representação de uma estrutura de envio de quadro para envio de quadro sem resposta. A Figura 42 é uma representação de um formato de campo de controle de quadro delimitador de início alternativo para uso no envio de quadro envolvendo quadros que não usam delimitadores de final. A Figura 43 é uma representação de uma estrutura de envio de quadro que usa o campo de controle de quadro delimitador de início da Figura 42 para envio do quadro com resposta somente depois de um quadro de envio de quadro. A Figura 44 é uma representação de uma estrutura de envio de quadro que usa o campo de controle de quadro delimitador de início da Figura 42 para envio do quadro com resposta e um NACK ou FAIL ocorrendo depois de um primeiro quadro. A Figura 45 é uma representação de uma estrutura de envio de quadro que usa o campo de controle de quadro delimitador de início da Figura 42 para envio de quadro sem resposta. A Figura 46 é uma representação de um formato de campo de controle de quadro delimitador de final alternativo tendo um campo de comprimento de quadro para especificar o comprimento de um segundo quadro em um esquema de envio de quadro.

Descrição Detalhada Com referência à Figura 1, uma rede 10 inclui estações de rede 12a, 12b.. 12k acopladas em um meio físico de transmissão ou canal 14, por exemplo, uma linha de energia (PL), como mostrado. Durante uma comunicação entre pelo menos duas das estações de rede 12 através do meio físico de transmissão 14, uma primeira estação de rede, por exemplo, 12a, serve como uma estação de rede de transmissão (ou transmissor) e pelo menos uma segunda estação de rede, por exemplo, 12b, serve como uma estação de rede de recepção (ou receptor). Cada estação de rede 12 inclui uma unidade de Controle de Link Lógico (LLC) 16 para conectar em um Usuário do Link de Dados, por exemplo, um dispositivo final tal como um computador principal, modem a cabo ou outro dispositivo (não mostrado). A estação de rede 12 adicionalmente inclui uma unidade de controle de acesso aos meios físicos (MAC) 18 conectada na unidade de LLC 16 por uma interface de dados 20, uma unidade de camada física (PHY) 22 conectada na unidade de MAC 18 por um barramento l/O de MAC para PHY 24 e uma unidade auxiliar analógica (AFE) 26. A unidade AFE 26 se conecta na unidade PHY 22 por linhas de entrada AFE separadas 28a e linhas de saída 28b, bem como se conecta no meio físico de transmissão 14 por uma interface AFE para PL 30. Cada estação 12 representa qualquer combinação de hardware, software e firmware que aparece para outras estações como uma única unidade funcional e endereçável na rede.

Geralmente, as unidades de LLC, MAC e PHY se conformam ao Modelo de Interconexão de Sistema Aberto (OSI). Mais particularmente, as unidades de LLC e MAC se conformam com a camada de link de dados do Modelo de OSI e a unidade de camada PHY na camada física do Modelo de OSI. A unidade de MAC 18 executa encapsulamento/desencapsulamento dos dados, bem como gerência de acesso aos meios físicos para as funções de transmissão (TX) e recepção (RX). De preferência, a unidade de MAC 18 utiliza um esquema de controle de acesso ao meio físico com anulação de colisão como acesso múltiplo de percepção de portadora com a anulação de colisão (CSMA/CA) como descrito pelo padrão IEEE 802.11, embora outros protocolos de MAC adequados do tipo de anulação de colisão ou outros tipos de protocolo de MAC possam ser usados. Por exemplo, os esquemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA) podem ser usados. A unidade de MAC 18 também proporciona o suporte do protocolo de solicitação de Repetição Automática (ARQ). A unidade PHY 22 executa a codificação da transmissão e decodificação da recepção, entre outras funções, como descrito mais completamente abaixo. A unidade AFE 26 proporciona a anexação ao meio físico de transmissão 14. A unidade AFE 26 pode ser implementada de qualquer maneira e portanto não será discutida mais aqui. A unidade de comunicação trocada entre as estações é na forma de um quadro ou pacote. Como usado aqui, os termos "quadro" e "pacote" se referem ambos a uma unidade de dados de protocolo (PDU) de camada PHY. Um quadro pode incluir dados (isto é, carga útil) em conjunto com um delimitador ou um delimitador por si próprio, como será discutido. O delimi-tador é uma combinação do preâmbulo e informação de controle de quadro. Os dados e a informação de controle de quadro são recebidos da unidade de MAC 18, mas são manipulados diferentemente pela unidade PHY 22, como será descrito abaixo com referência à Figura 2. O quadro e as estruturas do delimitador serão descritos em mais detalhes com referência às Figuras 3-6.

Com referência à Figura 2, a unidade PHY 22 executa ambas as funções TX e RX para uma única estação. Para suportar as funções TX, a unidade PHY 22 inclui um misturador 32, um codificador FEC de dados 34 (para codificar os dados recebidos da unidade de MAC 18), um modulador 36, um codificador FEC de controle de quadro 38 para codificar a informação de controle de quadro, um gerador de sinal de sincronização 40, (para definir um sinal de preâmbulo usado para controle de ganho automático e sincronização) e uma unidade IFFT 42. Os dispositivos pós-IFFT convencionais são omitidos para propósito de simplificação. Os dispositivos pós-IFFT podem incluir, por exemplo, um bloco de prefixo cíclico com enquadramento com co-seno elevado e um limitador de pico, bem como utilização de memória intermediária de saída. Também incluída está uma unidade de configuração de TX 52. Para suportar as funções RX, a unidade PHY 22 inclui uma unidade de controle de ganho automático (AGC) 54, uma unidade FFT 58, uma unidade de estimativa de canal 60, uma unidade de sincronização 62, um decodificador FEC de controle de quadro 64, um demodulador 66, um deco-dificador FEC de dados 68, um desmisturador 70 e uma unidade de configuração de RX 72. Incluídos na unidade PHY 22 e compartilhados por ambas as funções de transmissão e recepção estão uma interface de MAC 74, um controlador PHY 76 e uma memória de mapas de canal 78. A memória de mapas de canal 78 inclui uma memória de mapas de canal de TX 78a e uma memória de mapas de canal de RX 78b.

Durante um processo de transmissão de dados, os dados e informação de controle são recebidos na interface PHY para MAC (interface MAC) 74 através do barramento do PHY para MAC 24. A interface MAC proporciona os dados para o misturador 32, que garante que os dados quando apresentados para a entrada do codificador FEC de dados 34 são substancialmente aleatórios no modelo. O codificador FEC de dados 34 codifica o modelo de dados misturados em um código de correção antecipada de erros e subseqüentemente intercala os dados codificados. Qualquer código de correção antecipada de erros, por exemplo, um Reed-Solomon, ou ambos um código de Reed-Solomon e um código de convolução, pode ser usado para essa finalidade. O modulador 36 lê os dados codificados no FEC e a informação de controle codificada no FEC do codificador FEC de controle de quadro 38, e modula os dados codificados e informação de controle sobre as portadoras em símbolos OFDM de acordo com técnicas de modulação de OFDM convencionais. Essas técnicas de modulação podem ser coerentes ou diferenciais. O modo ou tipo de modulação pode ser Chave de Mudança de Fase Binária com codificação de 1/2 taxa ("1/2 BPSK"), Chave de Mudança de Fase em Quadratura com codificação de 1/2 taxa ("1/2 QPSK"), QPSK com codificação de 3/4 de taxa ("3/4 QPSK"), entre outros. A unidade IFFT 42 recebe a entrada do modulador 36, do codificador FEC de controle de quadro 38 e gerador de sinal de sincronização 40, e proporciona os dados processados para as unidades funcionais pós IFFT (não mostradas), que adicionalmente processam os conteúdos do quadro antes de transferi-lo para a unidade de AFE 26 (da Figura 1). A unidade de configuração de TX 52 recebe a informação de controle da l/F de PHY para MAC 74. Essa informação de controle inclui informação sobre o canal através do qual os dados são para ser transmitidos da interface do MAC 74. A unidade de configuração de TX 52 usa essa informação para selecionar um mapa de canal apropriado (ou tom) da memória de mapas de canal de TX 78a. O mapa de canal selecionado especifica um modo de transmissão, bem como um tipo de modulação (incluindo uma taxa de codificação associada) para todas as portadoras (ou, altemativa-mente, para cada uma das portadoras) e conjunto de portadoras a ser usado para a transmissão dos dados e portanto especifica os tamanhos do bloco do símbolo de OFDM (ambos fixos e variáveis) associado com a transmissão de dados. Um bloco de símbolo OFDM inclui uma pluralidade de símbolos e pode corresponder a um quadro ou uma porção do mesmo. A unidade de configuração de TX 52 gera a informação de configuração de TX a partir dos dados do mapa de canal. A informação de configuração de TX inclui modo de transmissão, tipo de modulação (incluindo uma taxa de codificação FEC associada) para o conjunto de portadoras ou cada portadora, o número de símbolos e número de bits por símbolo. A unidade de configuração de TX 52 proporciona a informação de configuração de TX para o controlador PHY 76, que usa a informação para controlar a configuração do codificador FEC de dados 34. Além dos sinais de controle de configuração, o controlador 76 também proporciona os outros sinais de controle convencionais para o codificador FEC de dados 34, bem como o misturador 32, o mo-dulador 36, o codificador FEC de controle de quadro 38, o gerador de sinal de sincronização 40 e a unidade IFFT 42. O codificador FEC de controle de quadro 38 recebe do MAC através da unidade de Interface de PHY para MAC 74 a informação de controle de quadro a ser incluída no delimitador, tal como o tipo de delimitador, por exemplo, início (início do quadro ou "SOF"), final (final do quadro ou "EOF") e outra informação apropriada ao tipo. Por exemplo, se o delimitador é um delimitador de início, um índice de mapa de canal para transportar o modo de transmissão e outra informação, e o número de símbolos OFDM (a serem transmitidos) em um quadro são fornecidos para uso pela estação de recebimento 12b.

Durante um processo de recepção de dados, os quadros OFDM transmitidos através do canal para o nó da rede de recebimento 12b pelo nó da rede de transmissão 12a são recebidos na unidade PHY 22 a partir da unidade AFE 26 pela unidade de AGC 54. A saída da unidade de AGC 54 é processada pela unidade de FFT 58. A saída da unidade de FFT 58 é fornecida para a unidade de estimativa de canal 60, a unidade de sincronização 62, o decodificador FEC de controle de quadro 64 e o demodulador 66. Mais especificamente, os valores de fase e amplitude dos dados de recepção pro- cessados são fornecidos para a unidade de estimativa de canal 60, que produz um novo mapa de canal que pode ser enviado através do canal para a estação da rede de transmissão 12a. O mapa do canal é então usado por ambas as estações para comunicações subseqüentes entre elas na mesma direção de transmissões (isto é, quando a estação 12a está transmitido a informação de pacote para a estação 12b e a estação 12b está recebendo informação de pacote transmitida pela estação 12a). A unidade de configuração de RX 72 recebe o índice do mapa de canal e o número de símbolos OFDM do decodificador FEC de controle de quadro 64, recupera do mapa de canal do RX 78b o mapa do canal especificado pelo índice do mapa de canal fornecido pelo decodificador FEC de controle de quadro 64 e fornece a informação de configuração de RX (derivada dos parâmetros do mapa de canal) para o controlador 76. A informação de configuração do RX é usada para configurar o decodificador FEC de dados 68 e assim inclui tamanho de bloco e outra informação necessária para decodificar o quadro. A unidade de sincronização 62 produz um sinal de início de quadro para o controlador 76. Em resposta a essas entradas, o controlador 76 produz os sinais de configuração e controle para o codificador FEC de dados e para o demodulador 66. Por exemplo, ele transporta o tipo de modulação associada com os dados recebidos para o demodulador 66. O demodulador 66 demodula os símbolos OFDM nos dados processados recebidos da unidade FFT 58 e converte os ângulos de fase dos dados em cada portadora de cada símbolo para valores métricos, que são usados pelo decodificador FEC de dados para propósitos de decodificação. O decodificador FEC de dados 68 corrige erros de bit que ocorrem durante a transmissão do codificador FEC de dados 34 (de um nó de transmissão) para o decodificador FEC de dados 68 e envia os dados decodificados para o desmisturador 70, que executa uma operação que é o inverso dessa que o misturador 32 executou. A saída do desmisturador 70 é então fornecida para a unidade de interface do MAC 74 para transferência para a unidade do MAC 18. O decodificador FEC de controle de quadro 64 recebe a infor- mação de controle de quadro codificada do FET 58 e sinais de controle do controlador 76. O decodificador FEC de controle de quadro 64 usa essas entradas para decodificar e demodular a informação de controle de quadro no delimitador de quadro. Uma vez decodificada e demodulada, a informação de controle de quadro é passada para a unidade de interface do MAC 74 para transferência para a unidade do MAC 18. A unidade do MAC 18 determina a partir da informação se o delimitador indica um início de quadro. Se um início de quadro é indicado, a unidade de configuração de RX recebe da unidade de MAC 18 a informação de controle de quadro (índice de mapa de canal e comprimento) para indicar que decodificação adicional é necessária e que a unidade de configuração de RX usa a informação de controle de quadro para direcionar o controlador para configurar as unidades receptoras para a decodificação adicional.

Com propósitos de simplificação e clareza, outros detalhes das unidades funcionais transmissoras/receptoras das unidades PHY (que são conhecidas para esses peritos na técnica e não pertinentes à invenção) foram amplamente omitidos aqui.

Com referência à Figura 3, é mostrado um formato de um quadro de transmissão de dados 80 a ser transmitido através do meio físico de transmissão 14 pela estação de rede de transmissão 12a. O quadro de transmissão de dados 80 inclui uma carga útil 82, que transporta os dados recebidos da unidade de MAC 18. Esses dados incluem um cabeçalho 84, corpo 86 e seqüência de verificação de quadro (FCS) 88. De preferência, a carga útil 82 é transmitida e recebida pelas unidades funcionais ilustradas na Figura 2 de acordo com técnicas descritas no Pedido de Patente U.S. co-pendente N° de Série 09/455.186, intitulado "Forward Error Correction With Channel Estimation", no nome de Lawrence W. Yonge III et al., Pedido de Patente U.S. co-pendente N° de Série 09/455.110, intitulado "Enhanced Channel Estimation", no nome de Lawrence W. Yonge III et al. e Pedido de Patente U.S. co-pendente N° de Série 09/377.131, intitulado "Robust Trans-mission Mode", no nome de Lawrence Yonge III et al., todos os quais são incorporados aqui por referência; entretanto, outras técnicas podem ser usa- das. O Pedido U.S. acima mencionado N° de Série 09/377.131 ("Robust Transmission Mode") descreve um modo padrão e um modo robusto de taxa de dados reduzida (a seguir, simplesmente chamado como "modo ROBO"), o modo ROBO proporcionando diversidade extensiva (em tempo e freqüên-cia) e redundância de dados para melhorar a capacidade das estações de rede para operação sob condições adversas.

Ainda com referência à Figura 3, o quadro 80 adicionalmente inclui um ou dois delimitadores 90, chamados, de forma mais geral, como informação de delimitador. A informação de delimitador 90 inclui um delimita-dor que precede a carga útil 82, isto é, um delimitador de início (ou SOF) 92. De preferência, além do delimitador de início 92, a informação de delimitador 90 inclui um delimitador que segue a carga útil 82, isto é, um delimitador de final (ou EOF) 94. O delimitador de início 92 inclui um primeiro preâmbulo 96 e um primeiro campo de controle de quadro 98. O delimitador de final 94 inclui um segundo preâmbulo 100, bem como um segundo campo de controle de quadro 102. Os preâmbulos 96,100 são campos de múltiplos símbolos usados para executar ou possibilitar o controle de ganho automático, sincronização com base no tempo e freqüência e percepção da portadora física. Os preâmbulos 96,100 podem ser do mesmo comprimento ou de diferentes comprimentos. Um EFG 104 separa o delimitador de final 94 e a carga útil 82. A inclusão do EFG 104 no quadro 80 é opcional.

Ainda com referência à Figura 3, o cabeçalho 84 inclui um campo de Controle de Segmento 106, um Endereço de Destino (DA) 108 e um Endereço de Fonte (SA) 110. Os campos SA e DA (6 bytes cada) são os mesmos que os campos correspondentes descritos no Pad. IEEE 802.3. Cada endereço está em um formato de endereço do MAC de 48 bits do IEEE. O corpo 86 inclui um corpo de quadro 112 e um campo de enchimento 114. Coletivamente, os campos 108,110 e 112 representam um segmento de ou uma Unidade de Dados de Serviço do MAC (MSDU) inteira 116. A MSDU, assim, refere-se a qualquer informação que a camada de MAC foi incumbida de transportar pelas camadas OSI superiores (essas ca- madas OSI nas quais a camada do MAC proporciona serviços), junto com qualquer informação gerencial de MAC fornecida pela camada de MAC. O último segmento de um quadro pode exigir enchimento para garantir que o segmento preencha um bloco OFDM inteiro. Assim, o campo de enchimento 114 produz zeros entre os bits dos dados de Segmento e o FCS 88 no final do segmento. O FCS 88 é um CRC de 16 bits computado como uma função dos conteúdos de todos os campos iniciando com o primeiro bit do campo de Controle de Segmento 106 através do último bit do campo de enchimento 114. Altemativamente, o campo de enchimento 114 pode estar localizado depois do FCS 88, em cujo caso o campo de enchimento 114 é excluído da computação de FCS. A carga útil 82 tem um comprimento máximo no tempo (para considerações de latência) e uma capacidade de byte variada determinada pelo comprimento e condições de canal. Portanto, a carga útil 82 pode ter a capacidade de conter uma MSDU inteira ou somente um segmento da MSDU. Um quadro "longo" inclui os delimitadores 92,94, bem como a carga útil 82. Ambos o cabeçalho 84 e o FCS 88 são transmitidos em texto claro (isto é, não criptografado), enquanto uma porção do corpo 86 pode ser criptografada como uma opção. Os campos da carga útil são apresentados para o byte mais significativo da unidade PHY 22 primeiro, bit mais significativo (MSB) primeiro (número de bit 7 sendo o MSB de um byte). O quadro longo, com um delimitador de início, carga útil e delimitador de final, é usado para transportar a informação da MSDU na forma de transmissões de unidifusão e de multidifusão.

Embora a Figura 3 ilustre delimitadores contendo uma carga útil de quadro de um quadro de transmissão de dados, um delimitador pode ocorrer sozinho, por exemplo, quando usado como uma resposta para o esquema MAC ARQ. Com referência à Figura 4, um delimitador de resposta 120 inclui um terceiro preâmbulo 122 e um terceiro campo de controle de quadro 124. Um quadro que inclui somente um delimitador, isto é, o delimitador que é transmitido separadamente de um quadro de transmissão de dados, e é usado por uma estação de recebimento para responder para um quadro de transmissão de dados para o qual uma resposta é esperada é chamado aqui como um quadro "curto".

Outros delimitadores exemplares podem estar associados com outros tipos de quadros "curtos" usados para obter acesso ao canal, por exemplo, quadros de "solicitar para enviar" (RTS), que podem ser usados para reduzir os códigos extras causados pelas colisões que ocorrem durante as condições de tráfego pesado e assim melhorar a eficiência da rede. O delimitador pode ser de um tipo que inclui o gênero de informação gerencial necessária por outros mecanismos de acesso de meios físicos, tal como TDMA (comumente usado para tráfego isócrono), e assim não precisam ser orientados pela disputa. Por exemplo, uma transmissão de rede TDMA pode incluir um tipo de orientação de delimitador (delimitador de orientação) para manter a sincronização da rede e administrar quando cada nó deve transmitir e receber quadros. O primeiro campo de controle de quadro 98, o segundo campo de controle de quadro 102 e o terceiro campo de controle de quadro 124 são produzidos pelo codificador FEC de controle de quadro 38 em conjunto com o modulador 36 com base na informação de controle recebida da unidade de MAC 18. De forma geral, os campos de controle de quadro 98,102 e 124 incluem informação usada por todas as estações na rede para acesso do canal, e, no caso do campo de controle de quadro 98, a informação usada pelo destino para a demodulação do receptor. Pelo fato dos campos de controle de quadro 98,102 e 124 serem planejados para serem ouvidos por todas as estações, é desejável que os campos de controle de quadro 98,102 e 124 tenham uma forma robusta de codificação e modulação da camada física. De preferência, eles são protegidos contra erros de transmissão por um código de bloco realçado com inter-calação de domínio de tempo e frequência, bem como redundância, de acordo com técnicas descritas em um pedido U.S. co-pendente N° de Série 09/574.959 (Resumo do Procurador 04838/050001), intitulado "Frame Control Encoder/Decoder for Robust OFDM Frame Transmissions", no nome de Lawrence W. Yonge III, incorporado aqui por referência, embora outras técnicas possam ser usadas.

De forma geral, a unidade de MAC 18 suporta funções MAC padrões, tal como enquadramento. Ela também garante Qualidade de Serviço através de uma série de mecanismos diferentes. O protocolo CSMA/CA é otimizado para um esquema de prioridade de múltiplos níveis que controla o retardo para tipos de dados que exigem distribuição de esforço ainda melhor. Quatro níveis de prioridade de acesso com base na disputa são suportados. Cada transmissão que deseja disputar precisa somente disputar com outras transmissões de igual prioridade. Embora somente quatro níveis sejam descritos, o esquema de prioridade pode ser estendido para incluir níveis de prioridade adicionais. Adicionalmente, a unidade de MAC 18 proporciona acesso livre de disputa, possibilitando que uma estação mantenha ou direcione o controle do acesso ao meio físico, abandonando a posse somente para prioridades superiores. A segmentação é usada para limitar a quantidade de tempo que o canal fica indisponível para tráfego de prioridade superior e assim limitar o retardo para tráfego de prioridade superior.

Além disso, a unidade de MAC 18 possibilita o envio de quadro da estação, de modo que uma estação que deseja se comunicar com uma outra estação na rede pode fazer isso indiretamente (através de uma outra estação intermediária), bem como formando pontes entre a rede 10 e outras redes. A unidade de MAC 18 adicionalmente proporciona distribuição de quadro confiável. Ela suporta características PHY adaptáveis de taxa e controle de estimativa de canal entre cada transmissor/receptor para estabelecer parâmetros de modulação PHY que são otimizados para condições de canal em cada direção. Também, ARQ é usado para garantir a distribuição para transmissões de unidifusão. A recepção de certos tipos de quadro exige reconhecimento pelo receptor e ARQ usa diferentes tipos de reconhecimentos. O reconhecimento pode ser positivo ou negativo dependendo do estado do quadro recebido. Um quadro corretamente endereçado com uma Seqüência de Verificação de quadro PHY válida faz com que o receptor transmita um reconhecimento positivo (ou "ACK") em resposta ao originador. As estações de transmissão tentam a recuperação do erro pela retransmissão de quadros que são conhecidos ou são supostos como tendo falhado. As falhas ocorrem devido às colisões ou más condições do canal, ou carência de recursos suficientes no receptor. As transmissões são conhecidas como tendo falhado se uma resposta de "NACK" (no caso de más condições de canal) ou "FAIL” (no caso de recursos insuficientes) é recebida. As transmissões são supostas como tendo falhado por alguma outra razão (por exemplo, devido a colisões) se nenhuma resposta é recebida quando uma é esperada.

Além do ARQ de unidifusão, um "ARQ parcial" é usado para maior confiabilidade das transmissões de multidifusão e difusão no nível do MAC. O "ARQ parcial" possibilita que um transmissor conheça que pelo menos uma estação recebeu o quadro. A unidade de MAC 18 também proporciona privacidade em um meio físico compartilhado através da criptografia, como será descrito.

Esses e outros aspectos são suportados pela estrutura de quadro detalhada nas Figuras 5 até 18 a seguir.

As Figuras 5A e 5B representam a definição do campo de bit do campo de controle de quadro 98 e do campo de controle de quadro 102, respectivamente. Com referência à Figura 5A, o campo de controle de quadro 98 inclui um campo de Controle de Disputa (CC) 130, um Tipo de Deli-mitador (DT) 132, um Campo de Variante (VF) 134 e um campo de Seqüên-cia de Verificação de Controle de Quadro (FCCS) 136. O bit indicador de Controle de Disputa 130 é observado por todas as estações e indica se o próximo período de disputa (ou "janela") é baseado na disputa ou é livre da disputa com relação a todos, exceto os quadros pendentes de uma prioridade superior. Para um CC=1, indicando o acesso livre de disputa, a disputa é possibilitada somente se a prioridade de um quadro pendente é mais alta do que a prioridade do quadro contendo o bit CC fixado. Se CC=0, indicando acesso com base em disputa, a disputa é possibilitada na próxima janela de disputa. O campo do Tipo de Delimitador 132 identifica o delimitador e sua posição em relação ao quadro com o qual ele está associado. Para um deli-mitador de início, o Tipo de Delimitador pode ter um de dois valores, um valor '000', interpretado como um Início de Quadro (SOF) sem resposta esperada, ou um valor '001', interpretado como um SOF com uma resposta esperada. Para um delimitador de qualquer dos tipos de delimitador de início, o Campo da Variante 134 inclui um Comprimento de Quadro (FL) de 8 bits 140 e um índice de mapa de Canal (CMI) de 5 bits 142, que são usados pelo dispositivo PHY 22 em uma estação de recebimento para decodificar uma carga útil de quadro recebida. O campo da Seqüência de Verificação de Controle de Quadro (FCCS) 136 inclui uma Verificação de Redundância Cíclica (CRC) de 8 bits. A FCCS é computada como uma função da seqüência iniciando com o bit de CC e terminando com os bits de VF.

Com referência à Figura 5B, o campo de controle de quadro 102 inclui o mesmo formato de campo geral, isto é, ele inclui os campos 130,132,134 e 136. O campo DT pode ter um de dois valores, um valor de Ό10' correspondendo a um Final de Quadro (EOF) sem resposta esperada, ou um valor de '011' correspondendo a um EOF com uma resposta esperada. Para qualquer um desses tipos de delimitador de final, o Campo da Variante 134 inclui uma Prioridade de Acesso de Canal (CAP) de dois bits 144, um campo de Resposta Com Resposta Esperada (RWRE) de 1 bit 145 e um campo Reservado (RSVD) de dez bits 146. O campo CAP 144 indica um nível de prioridade associado com o segmento atual, informação que é usada por todas as estações na rede para determinar se uma transmissão de segmento múltiplo ou rajada (para os quais o bit CC é tipicamente fixado), pode ser interrompida. O campo RWRE 145 é usado para indicar que duas respostas devem seguir. O campo Reservado 146 é fixado em zero pelo transmissor e ignorado pelo receptor.

Com referência novamente à Figura 5A, será verificado que o campo de controle de quadro do delimitador de início 98 pode ser definido diferentemente (por exemplo, diferentes comprimentos de campo, campos adicionados ou omitidos). Por exemplo, se o delimitador de final não é para ser usado, então pode ser desejável usar os bits disponíveis para incluir in- formação adicional, tal como o campo CAP 144 (mostrado no campo de controle de quadro 102 na Figura 5B), no campo de controle de quadro 98 do delimitador de início 92.

Com referência à Figura 6, o campo de controle de quadro 124 do delimitador de resposta 120 (da Figura 4) inclui o mesmo formato de campo geral que os campos de controle de quadro 98,102. Para um valor DT correspondendo a uma resposta (ver Tabela 1 abaixo), entretanto, o campo VF 134 é definido para incluir a Prioridade de Acesso de Canal (CAP) 144 copiada do campo da Variante no delimitador de final do quadro para o qual a resposta é criada, um campo de ACK de 1 bit 145 e um Campo de Quadro de Resposta (RFF) de 10 bits 146. O RFF 146 é definido como uma Seqüência de Verificação de Quadro Recebido (RFCS) 148 quando o valor de ACK=0b01 (ACK). A RFCS 148 inclui uma porção correspondendo aos 10 bits menos significativos do CRC de 16 bits (campo FCS) recebidos no quadro para o qual a resposta está sendo enviada. A estação de transmissão que enviou o quadro solicitando a resposta compara a RFCS contra os bits CRC transmitidos correspondentes no FCS para determinar a validade da resposta. Se a estação de transmissão detecta uma equiparação, a resposta é aceita. Se a RFCS não equipara a porção relevante de FCS, a resposta é ignorada e tratada como se nenhuma resposta tivesse sido recebida. Outra informação do quadro (que solicitou a resposta) que é similarmente única ou provável de ser única para o quadro pode ser usada no lugar. Se o valor de ACK=0b0, então a resposta não é um ACK e o RFF 146 é definido como um campo de FTYPE de 1 bit 149 e um campo Reservado (RSVD) 150. O campo FTYPE 149 especifica o tipo de resposta (se diferente de um ACK). Um valor de ObO no campo FTYPE 149 indica um NACK. Se FTYPE=0b1, então o tipo de resposta é FAIL. Os valores do campo DT para o delimitador de resposta são mostrados na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 Com referência às Figuras 5A-5B e Figura 6, pode ser verificado que o conteúdo do campo da Variante 134 é dependente do Tipo do Delimi-tador 132. Nos campos de controle de quadro exemplar mostrados nas Figuras 5A-B e Figura 6, o campo CC 130 é de um bit de comprimento e corresponde ao bit 24. O campo DT 132 é de 3 bits de comprimento e corresponde aos bits 23-21. O campo VF 134 é um campo de 13 bits e corresponde aos bits 20-8. O campo FCCS 136 é de 8 bits de comprimento e corresponde ao byte menos significativo (LSB), bits 7-0.

Com referência à Figura 7, o campo de controle de segmento 106 (da Figura 3) é um campo de 40 bits, que inclui campos necessários para receber os segmentos da MSDU e executar a nova montagem das MSDUs segmentadas. O campo de controle de segmento 106 inclui os seguintes subcampos: uma Versão de Protocolo de Quadro (FPV) 160, um campo de Envio de Quadro (FW) 161, um Número de Conexão (CN) 162, um indicador de Multidifusão (MCF) 164, uma Prioridade de Acesso de Canal (CAP) 166, um campo de Estimativa de Canal (CE) 167, um Comprimento de Segmento (SL) 168, um Indicador de Último Segmento (LSF) 170, uma Contagem de Segmento (SC) 172 e um Número de Segmento (SN) 174. O campo FPV 160 é um campo de 3 bits usado para indicar a versão do protocolo em uso. Por exemplo, para uma versão particular do protocolo, o transmissor fixa o campo em todos os zeros e o receptor descarta o quadro se o campo (depois da decodificação) não é igual a zero. O campo FW 161 é usado para indicar, quando fixado, que o quadro é para ser enviado. O campo CN 162 especifica um número de conexão designado para uma conexão entre duas estações. O MCF 164 indica que o quadro inclui uma carga útil de multidifusão a despeito da interpretação do campo DA 108 (e assim o receptor deve procurar em algum lugar o DA real na determinação da validade do quadro para propósitos de aceitação, como será descrito). Esse indicador permite que o MAC execute o esquema ARQ parcial, como será descrito em mais detalhes posteriormente. O campo CAP 166 é um campo de 2 bits que é idêntico ao campo com nome semelhante no Campo da Variante 134 do delimitador de final 102 e delimitador de resposta 124 (mostrado nas Figuras 5B e 6, respectivamente). A informação é repetida no campo de Controle de Segmento 106, de modo que o receptor é capaz de extrair essa informação para construir uma resposta sem ter que receber o delimitador de final 94. O campo CE 167 é um indicador que é usado por um receptor para indicar para um transmissor que um novo ciclo de estimativa de canal para a conexão do transmissor/receptor é recomendado (como será descrito). O campo SL 168 inclui o número de bytes no corpo do quadro 112 (e assim exclui o PAD 114). O indicador de Último Segmento 170 é um indicador de um bit que é fixado se o segmento atual é o último (ou único) segmento da MSDU. O campo de contagem de segmento 172 armazena a contagem sequencial de incremento do(s) segmento(s) transmitido(s) e é usado para a segmentação e nova montagem das MSDUs. O campo SN 174 mantém um número de seqüência de 10 bits que é associado com uma MSDU (e cada um de seus segmentos, se a MSDU é segmentada) e é incrementado para cada nova MSDU a ser transmitida. Ele também é usado para uma nova montagem e para evitar que o quadro com o qual ele está associado seja passado para o LLC mais do que uma vez.

Com referência à Figura 8, o campo do corpo de quadro 112 pode incluir os seguintes subcampos: controle de criptografia 180, informação gerencial de MAC 182, tipo 134, dados de quadro 186, PAD 188 e Valor de Verificação de Integridade (ICV) 190. Quando um quadro sofre segmentação, é o campo de corpo de quadro 112 que é dividido nos vários segmentos. O subcampo de Controle de Criptografia 180 e o ICV 190 ocorrem em cada campo de corpo de quadro 112, exceto quando o campo do corpo do quadro é segmentado. Outros subcampos do campo do corpo do quadro 112 podem não aparecer em cada quadro. O campo de Controle de Criptografia 180 inclui um subcampo de Seleção de Chave de Criptografia (EKS) 192 e um subcampo de Vetor de Inicialização (IV) 194. O campo EKS de 1 octeto 192 seleciona uma chave de criptografia/decriptografia padrão (EKS-0x00) ou uma de 255 chaves de rede. O campo IV de 8 octetos 194 é usado com a chave selecionada para criptografar/decriptografar os dados do quadro. Os dados a serem criptografados ou decriptografados iniciam com o primeiro byte seguindo o campo IV 194 e terminam com (e incluem) o ICV 190. Um ajuste do campo IV 194 para todos zeros faz com que o transmissor desvie da criptografia e o receptor desvie da decriptografia (isto é, a transmissão/recepção é texto claro). O tipo 184 e dados de quadro 186 estão presentes em todos os quadros que transportam uma MSDU. A quantidade de enchimento necessária (isto é, o número de bits a serem adicionados no corpo do quadro 112), que é determinada a partir do comprimento do segmento 168 do campo SC 106, é dependente da implementação. Na modalidade descrita, devido ao da criptografia processar os dados apresentados nos blocos divisíveis por 64 bits, o campo de enchimento 188 adiciona zeros ao corpo do quadro 112 para tomar o número de bits no quadro um número inteiro múltiplo de 64 bits. O ICV 190 é uma verificação de redundância cíclica de 32 bits calculada sobre os bytes começando com o primeiro byte seguindo ο IV e terminando com o campo PAD 188 (se o campo PAD 188 está presente). O polinômio usado para calcular o ICV 190 é o polinômio CRC-CCITT de 32 bits usado no Padrão IEEE 802.11, entretanto, outros CRCs, por exemplo, CRCs com base em outros polinômios, podem ser usados. Em uma implementação alternativa, a informação criptografada pode não incluir o ICV 190. O campo ICV 190 é usado por um receptor para filtragem do quadro (isto é, para evitar que um quadro decriptografado seja passado para o LLC) quando o quadro foi decriptografado em erro. Por exemplo, um quadro pode ser decriptografado com a chave de rede errada se o EKS não é único, mas, na realidade, compartilhado por duas ou mais chaves de rede. Essa emissão de seleção de chave comum pode ocorrer se redes lógicas diferentes escolhem o mesmo EKS para diferentes chaves de rede. O corpo do quadro 112 pode conter a informação gerencial de MAC 132. Se esse campo está presente no Corpo do Quadro 112, seu formato e conteúdo são como segue.

Com referência à Figura 9, a informação gerencial de MAC 182 inclui os seguintes subcampos: Tipo 200, controle de MAC (MCTRL) 202 e N campos de entrada 204, cada campo de entrada 204 incluindo um Cabeçalho de Entrada de MAC (MEHDR) 206, um Comprimento de Entrada de MAC (MELEN) 208 e Dados de Entrada Gerencial de MAC (MMENTRY) 210. O Tipo 200 especifica que o quadro inclui Informação Gerencial de MAC e que os campos da informação Gerencial do MAC vêm a seguir. O MELEN 208 especifica quantos bytes estão contidos no MMENTRY associado 210 do campo de entrada atual 204 e assim serve como um ponteiro para o próximo campo de entrada 204.

Com referência à Figura 10, o campo MCTRL 202 inclui dois subcampos: um campo Reservado de 1 bit 212 e um segundo campo de 7 bits, um campo de Número de Entradas (NE) 214 indicando o número de entradas (NE) de MAC 204 seguindo a informação gerencial de MAC.

Com referência à Figura 11, o campo MEHDR 206 inclui dois subcampos: uma Versão de Entrada de MAC (MEV) 216 e um Tipo de Entrada de MAC (MTYPE) 218. A MEV 216 é um campo de 3 bits para indicar a versão do protocolo de interpretação em uso. O transmissor ajusta MEV para todos zeros. Se o receptor determina que MEWObOOO, o receptor descarta o quadro de MAC gerencial de toda a camada. O Tipo de Entrada de MAC de 5 bits 218 define o comando de entrada do MAC ou solicitação que segue. Os vários valores do Tipo de Entrada do MAC e interpretações são mostrados na Tabela 2.

Tabela 2 A Tabela 2 também indica, nas colunas 3-5, se a entrada é recebida por um MAC da estação de uma camada superior para uso local por esse MAC (col. 3), é preconcebida a um quadro de dados, (isto é, um MSDU ou segmento de MSDU) para transmissão através do meio físico (col. 4) ou é transmitida através do meio físico sem um quadro de dados (col. 5).

Com referência à FIG 12A, o campo MMENTRY 210 seguindo o ΜΤΥΡΕ 218 (no campo MEHDR 206) especificando Solicitar Estimativa de Canal é uma Entrada Gerencial de MAC de Solicitar Estimativa do canal 210A. A Entrada de Solicitar Estimativa de Canal 210A inclui uma Versão de Estimativa de Canal 220 e um campo reservado 222. Se CEV 220 não é igual a zero, então essa entrada é ignorada.

Com referência à Figura 12B, a Entrada Gerencial de MAC de Solicitar Estimativa de canal 210A (da Figura 12A) faz com que a estação de recepção retome uma Resposta de Estimativa de Canal na forma de uma Entrada Gerencial de MAC de Resposta de Estimativa de Canal 210B. Esse campo é o campo MMENTRY, que segue um MTYPE 218 especificando a Resposta da Estimativa do Canal. A Entrada da Resposta da Estimativa do Canal 210B é uma entrada de dados de MAC com comprimento variável enviada por um receptor depois de receber uma Solicitação de Estimativa de Canal. Essa seqüência é parte da Função de Controle de Estimativa de Canal do MAC, como descrito abaixo.

Ainda com referência à Figura 12B, os subcampos da Entrada da Resposta de Estimativa de Canal 210B inclui o seguinte: Versão da Resposta da Estimativa de Canal (CERV) 224, Reservada (RSVD) 226 e 228, Receber índice de Mapa de Canal (RXCMI) 230 (a ser inserido pelo solicitador no CMI 142), Indicadores de Tom Válido (VT) 232, Taxa FEC (RATE) 234, Próxi de Ponte (BP) 236, Método de Modulação (MOD) 238, um outro campo reservado 240, Número de Endereços de Destino com Ponte (NBDAS) 242 e Endereços de Destino com Ponte 244, incluindo Endereços de Destino com ponte 1 até n (BDAn) 246. O campo RXCMI 230 inclui o valor a ser associado com o Endereço Fonte da estação retornando a Resposta da Estimativa do Canal. A estação recebendo essa resposta, então, insere o valor no campo CMI 142 do Delimitador de Início de Quadro 98 quando transmitindo para o responder. Os Indicadores de Tom Válido 232 indicam se um tom específico é válido (VT[x]=0b1) ou inválido (VT[x]=0b0). O bit do campo RATE 234 indica se a taxa de codificação convolucional é Vz (RATE=0b0) ou Va (RATE=0b1). O bit do Próxi de Ponte 236 indica que o mapa do canal está sendo substituído para um ou mais endereços de desti- no. O NBDAS 242 indica o número de endereços de destino substituídos, e cada um de BDA1...n 246 contém um endereço de destino diferente. O campo MOD 238 especifica um de quatro tipos de modulação diferente: um valor MOD '00' correspondendo ao modo ROBO, um valor MOD '01' correspondendo à modulação DBPSK, um valor MOD '10' correspondendo à modulação DQPSK e um valor MOD '11' sendo um valor reservado (que, se usado na transmissão, é ignorado na recepção).

Na rede 10, o canal ou conexão entre quaisquer duas das estações 12 pode ser único com relação à viabilidade de tons (portadoras) e aceitabilidade de vários tipos de modulação. Portanto, a unidade de MAC 18 proporciona uma função de controle de estimativa de canal para descobrir os atributos do canal. A função da estimativa de canal desenvolve e mantém uma conexão de transmissor-receptor ponto a ponto para conseguir uma máxima taxa de dados de transmissão. As transmissões de multidifusão são feitas no modo ROBO, que não têm dependência das características do canal entre o transmissor e o receptor. As transmissões de unidifusão para um endereço de destino específico para o qual um Mapa de Canal válido não existe são também feitas no modo ROBO.

Se a conexão é nova (o transmissor não se comunicou com o receptor ou, de maneira equivalente, não existe mapa de canal válido para o DA), o transmissor inclui a Entrada de MAC de Solicitação da Estimativa de Canal 210A (Figura 12A) com a MSDU em um quadro antes de transmitir o quadro para o receptor no modo ROBO. Com a recepção da Entrada de MAC da Solicitação de Estimativa de Canal 210A, o receptor analisa as características do primeiro bloco recebido (de 40 símbolos) ou blocos múltiplos do segmento, ou até mesmo todo o quadro, para determinar o melhor conjunto de tons e o tipo ótimo de modulação para a conexão. Essa análise é executada pela unidade CE 60 no dispositivo PHY 22 (Figura 2) da estação de recebimento, preferivelmente de acordo com um processo de estimativa de canal descrito no pedido U.S. acima referenciado N° de Série 09/455.110. A estação de recebimento retoma um mapa de canal resultante da estimativa de canal na Entrada de MAC de Resposta da Estimativa de Canal 210B (Figura 12B). A Entrada de MAC da Resposta da Estimativa de Canal 21OB é também transmitida no modo ROBO se não existe mapa de canal para essa direção. Com a recepção dessa resposta, o transmissor utiliza o mapa do canal - os Indicadores de Tom Válido 232, taxa de FEC 234 e modulação 238 - especificados na resposta, junto com o índice de Mapa de Canal associado (que ele proporciona em CMI 142 no delimitador 98, Figura 5A), para qualquer transmissão adicional para o DA, enquanto o Mapa de Canal (no qual o índice do Mapa de Canal 142 corresponde) é válido.

Se a conexão não é nova (isto é, um ciclo de estimativa de canal prévio foi executado), o Mapa de Canal pode tornar-se caduco, por exemplo, depois de algum tempo de espera de estimativa, ou, altemativamente, não mais representa a taxa de dados ótima (como determinado pelo receptor). Depois do tempo de espera da estimativa, qualquer transmissão subse-qüente nessa conexão faz com que um novo ciclo de estimativa de canal ocorra, assim garantindo que a conexão seja mantida em um estado ótimo. Se o receptor determina que as condições do canal melhoraram ou pioraram (pela detecção de uma diminuição no número de erros ou um aumento no número de erros, respectivamente), ele pode recomendar para o transmissor que ocorra uma nova estimativa de canal. O receptor faz essa recomendação ajustando o indicador CE 167 no Controle de Segmento 106 (Figura 7) em um quadro enviado para o transmissor. A recepção do quadro com o indicador CE ajustado 167 faz com que o transmissor inicie uma estimativa de canal com um quadro enviado no modo ROBO. Altemativamente, o receptor pode fazer a recomendação usando uma entrada gerencial de MAC. A estimativa de canal também ocorre como parte de um procedimento de recuperação durante uma transmissão de quadro, se exige-se que o transmissor entre no modo ROBO durante a retransmissão, como será discutido.

Com referência às Figuras 13A-B, os campos MMENTRY 210 seguindo MTYPEs 218 especificando os tipos Solicitação de Informação de Conexão e Resposta da Informação de Conexão são Solicitação de Informação de Conexão 210C (Figura 13A) e Resposta da Informação de Conexão 210D (Figura 13B), respectivamente. Com referência à Figura 13A, o campo Solicitação de Informação de Conexão 21OC inclui um campo de Endereço de Destino (DA) 247. O DA especificado pelo campo DA 247 é o endereço da estação para a qual a estação solicitante deseja a informação de conexão. Com referência à Figura 13B, o campo da Resposta da Informação de Conexão 21OD inclui um campo DA 248 que inclui uma cópia do DA especificado pelo campo com mesmo nome na Solicitação de Informação de Conexão 21 OC. O campo da Resposta da Informação de Conexão 21 OD adicionalmente inclui um campo Bytes 249 que especifica o número de bytes em um bloco de 40 símbolos (ou altemativamente, o número de bytes em um quadro de comprimento máximo) com base no mapa do canal de TX do responder para o DA. A Solicitação de Informação de Conexão e Resposta são usados para envio do quadro, como posteriormente descrito com referência às Figuras 40-46.

Com referência à Figura 14, um campo Fixar Parâmetros Locais 210E é uma entrada de dados de 17 bytes que fixa um endereço de MAC da estação local 250 (MA[47-0] sendo um formato de endereço de MAC de 48 bits IEEE) e a máscara de tom 252, que indica os tons que são utilizáveis pela rede. Os tons não utilizados não terão quaisquer sinais aplicados a eles. A máscara do tom 252 inclui indicadores de tom utilizáveis de 84 bits para indicar se um tom específico é utilizável (TM[x]=0b1) ou não utilizável (TM[x]=0b0). TM[0] corresponde ao tom de freqüência mais baixa.

Com referência à Figura 15, o campo MMENTRY 210 seguindo um MTYPE 218 especificando um tipo de entrada de Substituir Endereço de Ponte é um campo de Entrada para Substituir Endereço de Ponte 210F. O campo de entrada inclui 6 bytes para identificar um Endereço de Destino Original (ODA) 260 de uma estação que pode estar em um outro meio físico e acessada através de uma ponte. O campo de entrada 210D adicionalmente inclui 6 bytes para identificar um Endereço de Fonte Original (OSA) 262 de uma estação que pode estar em um outro meio físico e acessada através de uma ponte. A estação que recebe essa entrada usa esses campos para reconstruir o quadro de Ethernet original. O mecanismo de substituição com ponte será descrito em maiores detalhes com referência às Figu- ras 32-37.

Com referência à Figura 16, o campo MMENTRY 210 seguindo o MTYPE 218 especificando um Fixar Chave de Criptografia de Rede é uma entrada para Fixar Chave de Criptografia de Rede 210G. A entrada 210G inclui uma Seleção de Chave de Criptografia (EKS) 266 e uma Chave de Criptografia de Rede (NEK) 268. O mecanismo de privacidade de MAC, ao qual esses campos se aplicam, será discutido posteriormente com referência às Figuras 29-31.

Com referência à Figura 17, o campo MMENTRY 210 seguindo o MTYPE 218 especificando uma Multidifusão com Resposta é uma Entrada de Multidifusão com Resposta 21 OH e é usado para suportar ARQ parcial para transmissões de multidifusão. A Entrada de Multidifusão com Resposta 21 OH inclui endereços de destino de multidifusão 272 (ou, altemativamente, pelo menos um endereço de destino de multidifusão que representa um grupo de endereços de destino de multidifusão) e um campo de contagem de endereço de destino de multidifusão (MDA) 274 correspondendo ao número de endereços de destino de multidifusão na entrada. Quando essa entrada é usada, o DA 108 no cabeçalho do quadro 84 (Figura 3) é um próxi para os endereços de destino de multidifusão 272 e gera uma resposta se o tipo de delimitador é do tipo que exige resposta, como discutido acima (com referência às Figuras 5A-5B).

Com referência à Figura 18, o campo MMENTRY 210 seguindo METYPE 218 especificando um tipo Concatenar é uma entrada Concatenar 2101. Essa entrada proporciona um mecanismo pelo qual o computador principal concatena uma série de quadros menores para distribuição para um destino particular com o mesmo CAP. Isso aumenta a velocidade da rede desde que quadros menores não são eficientes dado as informações de suporte iniciais ("overhead") fixas associadas com cada quadro (por exemplo, delimitador SOF, delimitador EOF, resposta, bem como diferentes intervalos entre quadros posteriormente descritos). O campo de dados MMENTRY Concatenar 2101 inclui os seguintes campos: um campo NF 276 para indicar o número de quadros concatenados e, para cada quadro presente na entra- da, um campo de Remover Comprimento (RL) 277, um campo de Comprimento de Carga Útil (Quadro)(FRAMELEN) 278 e um campo de Carga Útil 279. O campo RL, se ajustado (RL=0b1), indica para o receptor que o campo FRAMELEN 278 para o quadro deve ser removido para extrair o quadro original. A inclusão do campo RL é usada para evitar a duplicação de um campo de comprimento de quadro quando um campo do tipo original no quadro realmente especifica o comprimento do quadro. Quando RL=0b0, o campo FRAMELEN 278 é o campo do tipo original para o quadro e assim parte do quadro original. Quando essa entrada é incluída na informação gerencial da camada de MAC 182, ela é a última entrada. Sua presença impede o uso de campos de carga útil 184 e 186. Para esse tipo de entrada, ME-LEN é fixado para algum valor, por exemplo, um, que indicará para o receptor que o comprimento geral não é especificado e que o receptor deve portanto procurar em cada ocorrência de FRAMELEN para extrair os quadros originais.

Embora não mostrado, as entradas correspondendo aos valores MTYPE especificando Solicitar Parâmetros e Estatísticas, bem como Resposta de Parâmetros e Estatísticas (descritos na Tabela 2 acima) são usadas para reunir parâmetros específicos da estação e a estatística de desempenho da rede que são úteis para propósitos de diagnóstico. É possível definir e utilizar outros tipos de entrada gerencial de MAC também.

Com referência novamente à Tabela 2, as entradas correspondendo aos valores MTYPE para Fixar Conexão e Usar Conexão, bem como Quadro Simulado, são usadas para suportar sessões dos intervalos livres de disputa para QoS em uma rede CSMA. A entrada do Quadro Simulado indica para o receptor que a carga útil do quadro do quadro no qual essa entrada está contida é para ser descartada. O formato das entradas de Fixar e Usar conexão e a operação do mecanismo de acesso livre de disputa que usa essas entradas (bem como a entrada do Quadro Simulado) são descritos em detalhes posteriormente com referência às Figuras 39A-39B e Figuras 37-38, respectivamente.

Em um esquema de acesso ao meio físico distribuído tal como esse utilizado pela unidade MAC 18, a estação de transmissão 12a percebe o meio físico de transmissão 14 através de um mecanismo de percepção de portadora para determinar se outras estações estão transmitindo. A percepção da portadora é uma parte fundamental do procedimento do acesso distribuído. A percepção da portadora física é fornecida pelo PHY através da detecção do Preâmbulo e rastreamento dos símbolos OFDM através do corpo do pacote. Além da sinalização da percepção da portadora física produzida para o MAC pelo PHY, o MAC também utiliza um mecanismo de percepção de portadora virtual (VCS) para maior precisão de sincronismo. O mecanismo VCS usa um registrador (para manter um valor de tempo de espera do VCS) e um indicador para rastrear a duração esperada da ocupação do canal com base na informação representada nos campos de Controle de Quadro. Portanto, o meio físico é considerado ocupado se a percepção da portadora física ou virtual assim indica. O meio físico é também considerado ocupado quando a estação está transmitindo.

Com referência às Figuras 19A-19D, uma técnica de compartilhamento de meio físico que utiliza resolução de prioridade e disputa seguinte às condições de ocupado no canal é mostrada. Um Espaço de Quadro Entre Espaços de Disputa (CIFS) 280 define o espaçamento entre quadros entre o fim da última transmissão de quadro corretamente recebida para a qual nenhuma resposta é esperada e o início de um Período de Resolução de Prioridade (PRP) 284, que é usado para resolver a prioridade para novas transmissões. Com referência à Figura 19A, uma última transmissão de quadro é na forma da transmissão de quadro de dados 80. O Período de Resolução de Prioridade 284 inclui um primeiro Espaço de Resolução de Prioridade Po 286 e um segundo Espaço de Resolução de Prioridade Pi 288. Existem quatro níveis de Prioridade de Acesso ao Canal (CAP): a prioridade mais alta é indicada por CA3=0b11 e a prioridade mais baixa é indicada por CA0=0b00. A Tabela 3 abaixo mapeia a CAP para os Espaços de Resolução de Prioridade 286 e 288.

Tabela 3 A versão atual do padrão IEEE 802.1 descreve o uso de prioridades do usuário e prioridades de acesso em um ambiente de rede com ponte. As prioridades do usuário são prioridades que um usuário da aplicação solicita estar associadas com seu tráfego. As prioridades de acesso são o número de classes de tráfego diferenciadas que um MAC produz. A sub-cláusula 7.7.3, 802.1 D proporciona um mapeamento das prioridades do usuário para as classes de tráfego. As cinco classes de tráfego diferenciadas discutidas aqui, isto é, essas correspondendo às quatro prioridades de acesso ao canal (CAO até CA3), e o acesso livre de disputa, correspondem, uma a uma, as classes de tráfego 0 até 4.

Ainda com referência à Figura 19A, a intenção para disputar em uma prioridade particular durante uma Janela de Disputa 290 depois de um intervalo de recurso aleatório 292, que é expressa em termos dos Espaços da Resolução de Disputa C0...CN é sinalizada no Período de Resolução de Prioridade 284 como segue. Uma estação que exige acesso ao canal determina se o delimitador recebeu imediatamente antes do PRP 284 (no exemplo, o delimitador EOF 94, também mostrado na Figura 5B) incluído no seu campo de controle de quadro um bit de Controle de Disputa fixo 130 e especificado no campo CAP 144 uma prioridade maior do que ou igual à prioridade que teria sido de outra forma indicada pela estação no PRP 284. Se sim, a estação abstém-se de indicar uma intenção para a disputa no PRP atual. Ao contrário, a estação atualiza o valor do VCS e espera a duração de um Espaço Entre Quadros Estendido (EIFS) ou até que ela detecta o fim da próxima transmissão, o que quer que ocorra primeiro. A Figura 19B ilustra uma transmissão exemplar de quadro livre de disputa 294 imediatamente seguinte ao PRP 284. Nesse exemplo, o es- tado livre de disputa foi estabelecido pela estação que enviou a transmissão do quadro de dados 80 pelo uso de um bit de Controle de Disputa fixo 130 no delimitador 92 e ganhando a disputa durante uma Janela de Disputa anterior 290.

De outra forma, e com referência novamente à Figura 19A, a estação sinaliza sua prioridade durante o PRP 284. Durante Po 286, a estação assegura um Símbolo de Resolução de Prioridade se a prioridade exige um binário no espaço 0 (isto é, CA3 ou CA2). Altemativamente, (se uma prioridade inferior), a estação detecta se um Símbolo de Resolução de Prioridade foi transmitido por uma outra estação. Durante Pí 288, se a estação sinalizou no último espaço e a prioridade da estação exige que a estação sinalize nesse espaço, ela faz isso. Se a estação sinalizou no espaço Po 286 e não no espaço Pi 288 mas detecta (durante o espaço Pi 288) que uma outra estação está sinalizando nesse espaço, ela submete-se à estação de prioridade superior e abstém-se de transmitir durante a Janela de Disputa 290. A estação também fixa o VCS com um valor apropriado (de acordo com regras a serem descritas posteriormente). Se a estação não sinaliza no espaço Po 286 e detectou que outras estações fizeram, ela abstém-se de transmitir no Pi 288 ou transmitir na Janela de Disputa 290. Novamente, ela fixa VCS com um valor apropriado. Assim, a estação abstém-se de transmitir em qualquer remanescente dos espaços 286, 288 ou na Janela de Disputa 290 se ela detectou um Símbolo de Resolução de Prioridade em um dos espaços 286, 288 no qual a estação não assegura o sinal. Dessa maneira, cada estação determina a prioridade com nível mais alto para o qual existe uma transmissão pendente e submete-se se sua própria transmissão pendente é de uma prioridade inferior. Se a sinalização da prioridade foi concluída e a estação não foi pré-desocupada por uma prioridade superior, ela disputa o acesso em uma Janela de Disputa 290 de acordo com um procedimento de recuo, como será descrito.

Com referência à Figura 19C, se a última transmissão de dados 80 exige e é seguida por uma resposta 124, a estação espera um Espaço Entre Quadros de Resposta (RIFS) 298, o tempo entre o fim da transmissão do quadro de dados 80 e o início da resposta associada 124. O CIFS 280 segue a resposta 124. Muitos protocolos designam o espaço entre quadros mais curtos para Respostas, de modo que a posse do canal é mantida pelas estações envolvidas na troca. O MAC usa a informação no cabeçalho do quadro para notificar as estações se uma resposta é esperada. Se nenhuma resposta é esperada, o CIFS fica em vigor. A Figura 19D ilustra uma transmissão livre de disputa exemplar que ocorre depois de uma resposta. Nesse exemplo, o estado livre de disputa foi estabelecido pela estação que enviou a última transmissão de dados 80 com um bit de Controle de Disputa fixo (assim causando o retorno da resposta 124 com um bit de Controle de Disputa fixo) e ganhando a disputa durante uma Janela de Disputa 290 anterior. O Espaço Entre Quadros Estendido (EIFS) acima mencionado é calculado pela adição do PRP, do CIFS e do RIFS no tempo máximo do quadro (isto é, o comprimento máximo do quadro permitido e delimitador(es) nos símbolos, vezes o tempo do símbolo) e o tempo de resposta (comprimento da resposta em símbolos vezes o tempo do símbolo). O EIFS é usado por uma estação quando um acesso livre de disputa não pode ser interrompido (como discutido acima). Ele também é usado quando a estação não tem conhecimento completo do estado do meio físico. Essa condição pode ocorrer quando a estação ouve somente um lado de uma troca de quadro entre duas outras estações, quando a estação inicialmente se prende na rede ou quando erros nos quadros recebidos os toma impossíveis de se decodificar de maneira não ambígua. O EIFS é significativamente mais longo do que os outros espaços entre quadros, proporcionando proteção contra colisão para uma transmissão de quadro em andamento ou rajada de segmento quando qualquer uma dessas condições ocorre. Se o meio físico estava inativo para o EIFS mínimo, nenhuma disputa de acesso ao canal é necessária e o quadro pode ser transmitido imediatamente.

Com referência novamente às Figuras 19A e 19C, a estação gera o tempo de recuo aleatório 292 para criar um retardo adicional, a menos que o recuo já esteja em vigor e nenhum novo valor aleatório seja ne- cessário. O tempo de recuo é definido como: Tempo de Recuo=Aleatório() *Tempo do Espaço (1) onde Aleatório() é um número inteiro pseudo-aleatório uniformemente distribuído do intervalo [0, Janela de Disputa], o valor da Janela de Disputa (CW) variando de um valor mínimo de sete (7) para um valor máximo de 63 e Tempo do Espaço definido como um tempo de espaço predeterminado. Uma estação entrando no procedimento de recuo fixa seu Tempo de Recuo como descrito acima. A unidade MAC 18 mantém uma série de registradores, contadores, indicadores de controle e outras informações de controle para controlar o acesso ao canal. O valor de Tempo de Recuo é mantido por um contador ou contagem de Recuo (BC), que decrementa por um para cada Tempo de Espaço que a percepção da portadora tanto física quanto virtual determina como estando inativo. O BC é suspenso para qualquer espaço no qual a percepção da portadora está ativa. A transmissão ocorre quando o BC decrementa para zero. O valor VCS é mantido por um registrador de VCS e interpretado por um Indicador de Ponteiro de Percepção da Portadora Virtual (VPF). O valor do registrador do VCS é atualizado sempre que informação de controle de quadro válida é recebida ou transmitida, mesmo quando nenhum quadro está pendente. O VPF é fixo para 1 sempre que informação de controle de quadro válida é recebida, a menos que as condições ditem que VCS seja fixado para EIFS. Se VCS é fixado para EIFS, então VPF é fixado para 0. Se VPF é fixado para 1, então o valor de VCS aponta para a próxima disputa. Se VPF é fixado para 0, o valor de VCS aponta para tempo inativo da rede. Os ajustes de VCS e VPF são descritos mais completamente poste-riormente com referência à Tabela 4.

Todas as estações também mantém um Contador de Transmissão (TC), um Contador de Adiamento (DC), um Contador de Procedimento de Recuo (BPC), um contador de resposta NACK (NACKcount) e um Contador "Sem Resposta" (NRC). Todos são inicialmente ajustados para zero. TC é incrementado cada vez que um quadro é transmitido. O BPC é incrementado cada vez que o procedimento de recuo é invocado. O NRC é incre- mentado cada vez que nenhuma resposta é recebida quando uma resposta é esperada. A unidade MAC também mantém um registrador de quadro ("FrmTimer"), que é ajustado com um máximo valor de tempo útil do quadro. Um pacote a ser transmitido (ou retransmitido) é abaixado quando FrmTimer expira (alcança zero), exceto enquanto transmitindo (incluindo o intervalo de resposta). CW adota um valor inicial de sete e pega o próximo valor na série exponencial binária a cada transmissão mal-sucedida ou quando DC é zero. CW e BPC são restabelecidos depois de uma transmissão bem-sucedida e quando a transmissão é abortada (devido ao TC alcançando seu máximo valor limiar permitido ou o quadro excedendo o tempo de vida máximo do FrmTimer). TC é restabelecido para zero depois de qualquer transmissão para a qual um ACK é recebido quando um ACK é esperado, ou a transmissão completa para o serviço não reconhecido. A série exponencial binária truncada para CW é definida como 2n-1, onde n varia de 3 a 6. CW e DC são ajustados com base no valor de BPC de acordo com essas regras: para uma transmissão inicial (BPC=0), CW=7 e DC=0, para uma primeira retransmissão (BPC=1), CW=15 e DC=1, para uma segunda retransmissão (BPC=2), CW=31 e DC=3, e para uma terceira retransmissão e subsequentes (BPC>2), CW=63 e DC=15.

Além do VPF, a unidade MAC 18 também armazena e mantém um indicador de Controle de Disputa (CC) correspondendo ao bit CC nos campos de mesmo nome nos campos de controle de quadro 98,102 e 124. O indicador CC é ajustado ou limpo com base na informação de controle de quadro em cada delimitador recebido e é também limpo quando o valor VCS alcança 0 e VPF é 0. Um valor de zero indica disputa normal. Um valor de 1 indica sem disputa (isto é, acesso livre de disputa) a menos que um quadro com prioridade superior esteja pendente.

Com referência à Figura 20, o tempo de chegada do quadro ou pacote determina a extensão na qual a estação participa no PRP e sinalização da Janela de Disputa. Se o tempo de chegada do pacote (isto é, o ponto no qual o pacote é enfileirado para transmissão no PHY e assim julgado como "pendente”) ocorre durante a transmissão de um outro pacote ou o intervalo de C1FS subseqüente (indicado como um primeiro tempo de chegada do pacote 300), então a estação que planeja transmitir participa nos espaços PRP 286,288 e na Janela de Disputa 290 de acordo com o procedimento de acesso do canal descrito. Se o quadro é enfileirado para transmissão pelo MAC durante P0 286 (indicado como um segundo tempo de chegada de pacote 302), então a estação pode participar no espaço Pi 288, contanto que a prioridade do quadro não esteja já pré-desocupada sob as regras acima para resolução da prioridade. O quadro pode seguir o procedimento de recuo se a estação é capaz de disputar com base nos resultados da resolução de prioridade. Se o quadro é enfileirado para transmissão durante Pi 288 ou a Janela de Disputa 290 (indicada como um terceiro tempo de chegada de pacote 304), a estação não pode participar no PRP, mas segue o procedimento de recuo durante a Janela de Disputa 290, contanto que a prioridade do quadro a ser transmitido não esteja pré-desocupada sob as regras acima para resolução de prioridade.

Depois de transmitir um quadro que exige uma resposta, o transmissor espera um intervalo de resposta antes de determinar que a transmissão do quadro falhou. Se a recepção do quadro não iniciou perto do final do intervalo da resposta, o transmissor invoca seu procedimento de recuo. Se a recepção do quadro iniciou, a estação espera o final do quadro para determinar se a transmissão do quadro foi bem-sucedida. A recepção de um ACK válido é usada para julgar a transmissão do quadro bem-sucedida e para começar com o próximo segmento o relatório ou relatar transmissão bem-sucedida. A recepção de um NACK válido faz com que o transmissor invoque seu procedimento de recuo para retransmissão do quadro e reajuste BPC para zero. Se o transmissor recebe um FAIL válido, os transmissores retardam por um período predeterminado antes de restabelecer BPC e invocar o procedimento de recuo. A recepção de qualquer outro quadro válido ou inválido é interpretada como uma transmissão falha. A estação invoca o procedimento de recuo no fim da recepção e processa o quadro recebido.

As estações de transmissão continuam a retransmissão até que a troca do quadro é bem-sucedida ou o limite de TC apropriado é alcançado, ou o tempo de vida da transmissão (FrmTimer) é excedido. As estações mantêm a contagem de transmissão para cada quadro transmitido. O TC é incrementado com cada transmissão do quadro. A contagem de transmissão é restabelecida para zero quando o quadro é transmitido de maneira bem-sucedida, ou quando o quadro é descartado porque o limite da retransmissão ou tempo de vida da transmissão foi excedido.

Como indicado acima, o Registrador VCS é mantido por todas as estações para melhorar a confiabilidade do acesso ao canal. O registrador VCS é ajustado com base na informação contida no campo de Controle de Quadro dos delimitadores de quadro. As estações usam essa informação para calcular a condição ocupada esperada do meio físico e armazenar essa informação no registrador VCS. O registrador VCS é atualizado com a informação de cada campo de Controle de Quadro recebido corretamente. As estações de recebimento seguem as regras definidas na Tabela 4 com base na recepção dos tipos de Delimitador especificados, onde comprimento de Quadro é medido em número de símbolos.

Tabela 4 O registrador VCS é também atualizado no fim de um PRP quando a estação determina que ela não pode disputar o acesso.

Como mencionado acima, a unidade MAC 18 suporta segmen-tação/nova montagem. O processo de divisão das MSDUs do computador principal em quadros de MAC menores é chamado como segmentação. O processo inverso é chamado nova montagem. A segmentação melhora as chances de distribuição do quadro através de canais estridentes e contribui para melhores características de latência para estações com prioridade superior. Todas as formas de distribuição endereçada (unidifusão, multidifusão, difusão) podem ser submetidas à segmentação.

Uma MSDU chegando na unidade MAC 18 é colocada em um ou mais segmentos dependendo do tamanho da MSDU e da taxa de dados que o link sustentará. Todo esforço é feito para transmitir todos de segmentos de uma única MSDU em uma única rajada contínua de quadros MAC. Os reconhecimentos e retransmissões ocorrem independentemente para cada segmento.

Quando uma MSDU é segmentada em uma série de segmentos, os segmentos são enviados em uma única rajada, se possível, para minimizar as demandas nos recursos do receptor e maximizar a velocidade da rede, enquanto ainda levando em consideração a resposta da latência e desempenho da flutuação de fase. A rajada do segmento é realizada pelo uso dos campos de Controle de Disputa e Prioridade de Acesso ao Canal no Controle do Quadro, como discutido anteriormente com referência à Figura 5B. Uma rajada de segmento pode ser pré-desocupada por uma estação com uma transmissão de uma prioridade superior.

Quando enviando uma rajada de segmento, uma estação dis- puta o meio físico no modo normal, isto é, na maneira descrita acima. Depois que a estação tem o controle do meio físico, ela ajusta o bit do Controle da Disputa para 0b1, insere a prioridade da MSDU (a qual o segmento pertence) no campo de Prioridade de Acesso ao Canal do Controle do Quadro e transmite os segmentos em uma rajada sem disputa adicional pelo meio físico com as estações tendo transmissões da mesma prioridade ou inferior. A estação submete-se às transmissões tendo uma prioridade superior que são indicadas no período de resolução da prioridade seguinte a transmissão de cada segmento. No último segmento da MSDU, a estação limpa o Bit de Controle de Disputa para ObO no Controle do Quadro antes de transmitir o segmento para possibilitar a disputa normal por todas as estações no PRP seguinte a conclusão da transmissão.

Se uma estação recebe uma solicitação de transmissão para um quadro de uma prioridade superior do que a prioridade da rajada do segmento que está ocupando o meio físico, ela disputa o meio físico no PRP imediatamente seguinte a transmissão do segmento atual. Se a rajada do segmento é pré-desocupada por um quadro pendente de prioridade superior, a estação que estava executando a rajada do segmento disputa o meio físico para recomeçar a rajada do segmento. A estação recomeça a rajada do segmento quando ela tiver recuperado o controle do meio físico.

Assim, a rajada do segmento proporciona um único controle da estação do meio físico em um dado nível de prioridade. Assumindo o nível de prioridade mais alto (CA3), uma estação pode impedir o acesso de qualquer outra estação ao meio físico pela duração da rajada do segmento e a rajada do segmento pode prosseguir de maneira ininterrupta. Devido ao fato da rajada no nível de prioridade CA3 bloquear o tráfego de prioridade superior (isto é, tráfego livre de disputa) e assim causar impacto em QoS, entretanto, é desejável impor restrições ao uso do nível da prioridade CA3. Por exemplo, o nível CA3 pode ser restrito às transmissões livres de disputa somente. Altemativamente, a rajada do segmento pode ser restrita para os níveis de prioridade CAO até CA2, bem como CA3 (para tráfego livre de disputa somente).

Como a prioridade, a latência exerce uma função crítica no desempenho da distribuição do quadro para QoS. Além disso, características inferiores de latência podem ter um impacto inverso no desempenho da distribuição do quadro em um nível de prioridade específico. Uma maneira para limitar esse impacto é limitar a latência de alguma maneira. Na modalidade descrita, o comprimento dos quadros é limitado para garantir que qualquer transmissão ocupe o meio físico por não mais do que um limiar de tempo predeterminado, por exemplo, 2 ms. De preferência, para máximo desempenho no nível de prioridade mais alto, o tráfego no nível de prioridade mais alto é excluído da restrição do comprimento do quadro ou submetido a um limite mais relaxado. Altemativamente, entretanto, para facilidade de implementação, todos os níveis podem ser submetidos à restrição do limite do comprimento do quadro. Uma outra maneira para limitar a latência e assim melhorar o desempenho da distribuição é limitar as rajadas de segmento sob certas condições (por exemplo, na maneira discutida acima, de modo que uma rajada de segmento possa ser interrompida por uma classe de prioridade superior de tráfego).

Com referência à Figura 21, a funcionalidade da unidade MAC 18 é representada como uma máquina de estado MAC 310, incluindo um manipulador TX 311 e manipulador RX 312, acoplados a vários Pontos de Acesso do Serviço, incluindo, no lado de interface do MAC-LLC, um Ponto de Acesso do Serviço de Dados MAC (MD-SAP) 313 e um Ponto de Acesso do Serviço Gerencial do MAC (MM-SAP) 314, e no lado da interface do MAC-PHY, um Ponto de Acesso do Serviço de Dados PHY (PD-SAP) 316 e um SAP Gerencial PHY (PM-SAP) 318. A máquina de estado MAC 310 proporciona serviços para a subcamada de Controle de Link Lógico (LLC) através do Ponto de Acesso do Serviço de Dados MAC (MD-SAP) 313. A máquina de estado 310 é administrada pela subcamada LLC através do Ponto de Acesso do Serviço Gerencial do MAC (MM-SAP) 314. A máquina de estado MAC 310 usa os serviços da camada PHY através do Ponto de Acesso do Serviço de Dados PHY (PD-SAP) 316 e administra o PHY através do SAP Gerencial PHY (PM-SAP) 318. O Serviço de Dados MAC proporciona o transporte de uma MSDU de um MD-SAP 313 para um ou mais tais pontos de acesso de serviço de dados MAC, permitindo a seleção de criptografia, prioridade, estratégia de nova tentativa e direciona os serviços de reconhecimento para cada MSDU transmitida, bem como uma indicação da prioridade e serviços de criptografia para cada MSDU recebida. O serviço de dados MAC inclui as seguintes primitivas: MDDATA.Req, MD_DATA.Conf e MD_DATA.Ind 320. A primitiva MD_DATA.Req exige uma transferência de uma MSDU de uma subcamada LLC local para uma única entidade de subcamada LLC de par, ou múltiplas entidades de subcamada LLC de par (no caso de endereços de grupo). Essa primitiva é formatada para incluir o seguinte: comprimento do quadro, o endereço ou endereços de destino da subcamada MAC, endereço fonte da subcamada MAC da estação de transmissão, prioridade solicitada (valores 0 até 3 ou "livre de disputa") para o quadro a ser enviado, tempo de vida do quadro (quantidade de tempo antes do quadro ser descartado), controle de nova tentativa para indicar a estratégia de retransmissão desejada a ser usada se necessário, seleção da chave de criptografia, um valor de número inteiro de 0 até 255 que indica a chave de criptografia da rede a ser usada para criptografar o quadro antes da transmissão, ativação da criptografia para ativar ou desativar a criptografia, resposta solicitada para indicar que uma resposta para esse quadro é desejada proveniente do destino, o tipo para indicar o tipo do protocolo da camada superior e dados, ou mais especificamente, os dados da camada superior que são para ser transportados para a entidade da subcamada MAC do par no endereço ou endereços de destino especificados. A primitiva MD_DATA confirma a recepção do MD_DATA.Req pelo MAC e indica o resultado da transmissão solicitada na forma de um estado indicando o sucesso ou falha dessa transmissão. A primitiva indica uma transferência de uma MSDU para a entidade da subcamada LLD de uma única entidade de subcamada LLC de par. Ela inclui o comprimento do quadro, o DA, o SA da estação que transmitiu o quadro, a prioridade na qual o quadro foi recebido, a seleção da chave de criptografia indicando a chave de criptografia que foi usada para criptografar o quadro, a ativação da criptografia, tipo (novamente, o protocolo da camada superior) e os dados que foram transportados da entidade da subcamada MAC do par no endereço fonte. O PHY proporciona serviços para MAC através de um conjunto de primitivas de serviço de dados 324 e primitivas de serviço gerencial 326. A primitiva PD_DATA.Req exige que o PHY comece a transmissão da informação no meio físico. Em resposta, o PHY envia o delimitador de início, a Unidade de Dados de Protocolo do MAC (MPDU) e o delimitador de fim. A solicitação inclui um valor de índice de mapa de canal de TX a ser usado para configurar as unidades de transmissão do PHY, junto com os 25 bits do delimitador SOF, carga útil e os 25 bits do delimitador EOF. A primitiva PD_DATA.Conf confirma a transmissão solicitada pela primitiva PD_DATA.Req. Ela indica o estado da transmissão como um sucesso ou uma falha. A primitiva PD_DATA.Ind indica para o MAC que uma transmissão foi recebida pelo PHY. Ela inclui características do canal, prioridade de acesso ao canal, comprimento do segmento, MPDU e um Indicador de Erro de FEC. As características do canal incluem uma lista de informação a ser usada para estimativa do canal. A prioridade de acesso ao canal é o valor da informação de prioridade recebida no delimitador de final. A MPDU é a informação transmitida pela entidade MAC do par. O indicador de erro FEC é um valor que indica que o FEC determinou que existiu um erro incorrigível na informação recebida. A primitiva PD_Data.Rsp faz com que o PHY transmita um delimitador de resposta solicitada e especifica a informação a ser transportada no delimitador de resposta. Ela especifica um estado (isto é, o tipo de resposta solicitada a ser transmitida, por exemplo, ACK, NACK ou FAIL), o valor de controle da disputa e a prioridade de acesso ao canal. A primitiva PD_RX_FR_CRTL.Ind proporciona uma indicação para a entidade MAC da informação recebida nos delimitadores de início e fim. A primitiva PD_RX_FR_CTRL.Rsp é usada pela entidade MAC para proporcionar a informação de controle para o PHY. Ela inclui um estado de recepção para indicar que o PHY deve estar examinando os delimitadores ou que o PHY deve estar no estado de recepção ativo. A primitiva PD_RX_DR_CTRL.Rsp adicionalmente especifica um comprimento de quadro correspondendo ao número de símbolos que o PHY é esperado de receber e o mapa de canal de RX listando os tons que são para ser usados para a recepção. A primitiva PD_PRS_Listen.Req é usada pela entidade MAC para solicitar que o PHY escute durante os espaços PRP e a primitiva PD_PRS.Ind é usada pelo PHY para indicar para a entidade MAC que um símbolo de resolução de prioridade foi recebido. A PD_PRS_Req é usada pela entidade MAC para solicitar que o PHY transmita um símbolo de resolução de prioridade. As primitivas de Serviços Gerenciais de PHY 326 incluem o seguinte: PM_SET_TONE_MASK.Req, que solicita que o PHT fixe a máscara de tons para não serem usadas para a transmissão ou recepção, e PM_SET_TONE_MASK.Conf para indicar o sucesso ou falha dessa operação solicitada.

Com referência à Figura 22, uma representação arquitetônica do manipulador de transmissão (TX) do MAC 311 é mostrada. O manipulador de transmissão 311 inclui quatro processos: um Processo de Processamento de quadro MAC de Transmissão 330, um processo de Criptografia 332, um processo de Segmentação 334 e um processo de transmissão de quadro PHY 336. O manipulador de TX 311 armazena os seguintes parâmetros: endereço da estação (ou dispositivo) 338, máscara do tom 340, controle de nova tentativa 342, chave(s) de criptografia de rede 344 e mapas do canal de TX 346. O processo do Processamento do Quadro MAC de TX 330 opera sobre as solicitações de dados e solicitações de fixar/obter gerência (como anteriormente descrito). Ele recebe como entradas o seguinte: primitiva de dados MD_Data.Req do MD_SAP 313, uma chave da Rede das chaves de Criptografia 344, uma Máscara de Tom da Máscara de Tom 340, endereço da estação da unidade de endereço do dispositivo 338, a validade do mapa do canal de TX e estado do quadro de TX e primitivas gerenciais de fixar/obter solicitação do MM_SAP 314. Em resposta a essas entradas, ele proporciona o seguinte: a primitiva de dados MD_Data.Conf, Controle de Nova Tentativa, a chave da rede e seleção de chave, máscara de tom, o novo endereço da estação, primitiva gerencial PM_SET_TONE_MASK.Req, um índice do mapa de canal de TX para o DA e quadro de texto claro de TX (TCF), com base em MD_Data.Req. Se o processo 330 insere no TCF qualquer campo de informação gerencial de MAC, os subcampos dependem do conteúdo das primitivas gerenciais de entrada, em particular, MM_SET_RMT_ PARAMS.req e outras entradas. O Processo de Criptografia 332 recebe como entradas o quadro de texto claro de TX (TCF) e a chave de rede selecionada. O processo de criptografia 332 determina se a criptografia está ativada, e se está, obtém o valor IV de 8 bytes aleatório, anexa um Valor de Verificação de Integridade e criptografa o TEF, a chave de criptografia de rede selecionada e ο IV para formar um quadro criptografado de TX (TEF). O Processo de Criptografia 332 proporciona o TEF para o Processo de Segmentação 334. O Processo de Segmentação 334 produz segmentos com base em um comprimento máximo do quadro. O Processo de Segmentação 334 segmenta as MSDUs pela divisão do corpo do quadro em segmentos com base em um tamanho de segmento (ou quadro) máximo até o último segmento; entretanto, a divisão pode ser adequadamente ajustada para satisfazer outros parâmetros de desempenho também. Por exemplo, pode ser desejável fazer o primeiro segmento ter um comprimento mínimo para encurtar a quantidade de tempo antes que um nó oculto escute a transmissão da resposta. Depois que a transmissão é tentada para um segmento, o conteúdo e o comprimento não devem mudar para esse segmento até que o segmento seja distribuído de maneira bem-sucedida para o destino ou uma mudança na modulação seja necessária. O Processo de Transmissão do Quadro PHY 336 inicia uma transmissão ou tentativa de transmissão usando Disputa de Canal com prioridade como discutido acima. O Processo de Transmissão do Quadro PHY 336 é mostrado nas Figuras 23 até 25.

Com referência à Figura 23, o processo de Transmissão do Quadro PHY 336 começa com a chegada de um quadro a ser enviado através do meio físico de transmissão (etapa 400). O transmissor inicializa o controle para manter a informação de sincronismo e prioridade (etapa 402). A informação de sincronismo inclui as contagens mantidas pela Contagem do Procedimento de Recuo (BPC), o Contador de Transmissão (TC), o contador NACK (NACKcount) e o contador Sem Resposta (NRC), cada um dos quais é ajustado para um valor zero. A informação de sincronismo adicionalmente inclui o registrador correspondendo ao valor do tempo de vida de transmissão, FrmTimer. O FrmTimer é ajustado para um valor máximo (Ma-xLife) como um padrão a menos que um valor de tempo de vida seja passado para a unidade MAC pela unidade LCC. A prioridade é ajustada para o valor da prioridade de acesso do canal designado para o quadro. O transmissor detecta se o meio físico está ocupado pela determinação se os valores do VCS e CS são iguais a zero (etapa 403). Se esses valores não são zeros, isto é, o meio físico está ocupado, o transmissor espera até que ele detecta um valor zero para ambos enquanto, ao mesmo tempo, atualizando os valores de VCS, VPF e CC com base em delimitadores válidos recebidos através do meio físico (etapa 404). Ele então determina se VPF é igual a um (etapa 405). Se VPF é igual a zero, o segmento do quadro é transmitido e TC é incrementado (etapa 406). Se, na etapa 403, é determinado que o meio físico está inativo, o transmissor determina se a chegada ocorreu durante um Espaço de Percepção da Portadora (CSS), isto é, durante CIFS (etapa 407). Se a chegada ocorreu durante um CSS, ou, na etapa 405, VPF=1, então o transmissor determina se um sinal foi percebido no CSS (etapa 408). Se a chegada ocorreu durante o CSS (na etapa 407), mas nenhum sinal foi percebido durante esse período (na etapa 408), ou a chegada ocorreu durante um dos espaços no intervalo dos Espaços de Resolução de Prioridade (etapa 409), então o transmissor determina se a transmissão prévia indicou acesso livre de disputa, isto é, incluía um bit CC fixo (etapa 410). Se o acesso livre de disputa é indicado, o transmissor determina se ele pode interromper pela comparação de sua prioridade (a prioridade do quadro aguardando a transmissão) com essa da prioridade indicada no EOF e/ou resposta, ou continuar se a última transmissão foi um segmento prévio do quadro a ser enviado (etapa 412). Se o transmissor não pode interromper ou continuar (como parte de uma seqüência de transmissão já em andamento, por exem- pio, durante uma rajada de segmento ou troca de quadros entre estações durante um período livre de disputa), ele ajusta o valor VCS para o EIFS e VPF para zero (etapa 414). Se, na etapa 412, é determinado que o transmissor pode interromper ou continuar, ou, na etapa 410, é determinado que o acesso livre de disputa não é indicado, o transmissor sinaliza sua prioridade e escuta a prioridade das outras estações também aguardando o acesso ao canal (etapa 416).

Se o transmissor não detecta uma prioridade superior (etapa 418), ele prossegue para disputar o acesso ao canal (etapa 419). Se a disputa é bem-sucedida, o processo transmite o segmento e incrementa o TC (na etapa 406). Se a disputa não é bem-sucedida (isto é, uma outra estação está atualmente transmitindo), ele determina se o campo de controle do quadro da transmissão atual é válido (etapa 421). Se o campo de controle do quadro é válido, o transmissor ajusta VPF para um e atualiza VCS com base nessa informação de controle de quadro (etapa 422) e retorna para a etapa 404 para aguardar um canal inativo. Se o campo do controle de quadro está inválido (como seria o caso para um falso sincronismo ou sinal fraco), o transmissor retorna para a etapa 414 (ajustando VCS igual a EIFS e VPF=0).

Com referência novamente à etapa 409, se o quadro chega depois do intervalo PRS, mas é determinado ter chegado durante a Janela de Disputa (etapa 423), o transmissor determina se a transmissão do quadro prévio foi livre de disputa (etapa 424). Se o acesso livre de disputa não é indicado, o transmissor prossegue para a etapa 418 (para determinar se uma prioridade superior foi detectada). Se o acesso livre de disputa é indicado, o transmissor determina se ele pode interromper a transmissão (etapa 426). Se o transmissor não pode interromper, ele atualiza o VCS e VPF na etapa 414 e retoma para a etapa 404 para aguardar o próximo canal inativo. Se é determinado que o transmissor pode interromper na etapa 426, o transmissor prossegue para a etapa 418. Se é determinado que o quadro chegou depois da Janela de Disputa na etapa 423, o transmissor transmite o segmento do quadro e incrementa o TC por um na etapa 406.

Depois que um segmento de quadro é transmitido na etapa 406, o transmissor determina se uma resposta ou reconhecimento é esperado (etapa 428). Se um reconhecimento é esperado e recebido (etapa 430), ou um reconhecimento não é esperado, o transmissor determina se quaisquer segmentos adicionais devem ser transmitidos como parte de uma seqüência ou rajada de transmissão de dados (etapa 432). Se afirmativo, o transmissor reajusta BPC, TC, NACKcount e NRC para zero (etapa 433). O transmissor então determina se o quadro deve ser baixado pela determinação se o FrmTimer é igual a zero ou TC excede o limite de transmissão (etapa 436). Se qualquer condição é verdadeira, o transmissor relata que o quadro foi descartado (etapa 438) e o processo termina (etapa 440). Se o quadro não é para ser descartado, mas ao invés disso retransmitido, o transmissor retoma para a etapa 403. Se não existem mais segmentos a serem transmitidos na etapa 432, o transmissor relata uma transmissão bem-sucedida (etapa 442) e termina o processo na etapa 440. Se um reconhecimento é esperado e não recebido na etapa 430, o processo também resolve a resposta (etapa 444) e prossegue para a determinação do descarte do quadro na etapa 436.

Com referência à Figura 24, o processo de resolução da resposta 444 começa com a determinação se um NACK foi recebido (etapa 446). Se um NACK foi recebido, o NACKcount é incrementado e BPC é ajustado para zero (etapa 448). O processo 444 determina se o NACKcount é maior do que o limiar de NACKcount (nesse exemplo, um limiar de 4)(etapa 450). Se é determinado que NACKcount é maior do que o limiar de 4, o processo restabelece o NACKcount para zero e usa o modo de transmissão robusta (ROBO) (etapa 452), e prossegue para a etapa 436 (Figura 23). Se o NACKcount não é maior do que o limiar, o processo vai para a etapa 436 diretamente. Se uma resposta é esperada e uma resposta FAIL é recebida (etapa 454), o processo espera um período predeterminado, no exemplo ilustrado, 20 ms, (etapa 456) enquanto atualizando VCS, VPF e CC em qualquer informação de controle de quadro válida (etapa 458), ajusta a ambos NACKcount e BPC para zero (etapa 460) e retorna para a etapa 436. Se uma resposta é esperada e nenhuma resposta é recebida (isto é, ne- nhum FAIL recebido na etapa 454), o processo determina se outra informação de controle de quadro foi recebida (etapa 462) e, se afirmativo, ajusta VCS para EIFS e VPF para zero (etapa 464). De outra forma, o processo incrementa NRC (etapa 466) e determina se o NRC é maior do que um limiar de NRC (etapa 467). Se o NRC é determinado como sendo maior do que o limiar NRC, o processo usa o Modo ROBO (etapa 468) e novamente retoma para a etapa 436. Se é determinado que o NRC não é maior do que o limiar de NRC na etapa 467, o processo retorna para a etapa 436 sem ajuste para o modo de modulação.

Com referência à Figura 25, o processo de disputa de acesso ao canal 419 começa pela determinação se o BPC, DC ou BC é zero (etapa 470). Se afirmativo, o processo determina se o segmento a ser transmitido é uma continuação de uma transmissão prévia (etapa 471). Se não é, o processo executa o seguinte: estabelece a Janela de Disputa CW e a Contagem de Adiamento DC como uma função do BPC, isto é, CW=f1(BPC), onde f1(BPC)= 7,15,31,63 para BPC=0,1,2,>2 respectivamente, e DC=f2(BPC), onde f2(BPC)=0,1,3,15 para BPC=0,1,2,>2, respectivamente, incrementa BPC e ajusta BC=Rnd(CW), onde Rnd(CW) é um número inteiro aleatório uniformemente distribuído do intervalo (0,CW)(etapa 472). Se uma continuação (na etapa 471), então o processo ajusta CW=7, DC=0, BPC=0 e BC=0. Se BPC, DC ou BC não são zeros na etapa 470, o processo decrementa DC (etapa 474) e decrementa BC (etapa 476). Depois das etapas 472,473 ou 476, o processo 419 determina se BC é igual a zero (etapa 478). Se BC é zero, então o processo vai para a etapa 406, iniciando uma transmissão do pacote e incrementando TC (Figura 23). Se BC não é igual a zero, o processo aguarda por um espaço CRS (etapa 480), e determina se CS é igual a zero (etapa 482). Se CS é zero (isto é, uma portadora não é detectada), o processo retorna para a etapa 476 (decrementando BC). Se CS não é igual a zero na etapa 482, o processo 419 determina se o sinal de sincronização na transmissão atual é válido (etapa 484). Se o sinal é inválido, o processo 419 retorna para a etapa 480 para aguardar a duração de um outro espaço CRS. Se o sinal de sincronização é válido, o processo 419 prossegue para a etapa 421 (Figura 23) para determinar a validade do campo de controle do quadro no delimitador da transmissão atual e assim nenhuma disputa adicional é permitida.

Com referência à Figura 26, uma representação arquitetônica do manipulador de recepção (RX) MAC 312 é mostrada. O manipulador de RX 312 inclui quatro funções: um processo de Recepção de Quadro PHY 490, um Novo Montador 494, o processo de decriptografia 496 e um processo de Processamento de Quadro MAC de Recepção 498. O manipulador de RX 312 armazena os seguintes parâmetros: endereço da estação 338, máscara do tom 340, chave(s) de criptografia 344, características do canal 506, mapas do canal de RX 512 e os mapas do canal de TX 346. O processo de Recepção do Quadro PHY 490 recebe segmentos criptografados de RX (opcionalmente)(RES). Isto é, ele analisa os campos de controle do quadro de quaisquer segmentos que chegam, bem como recebe o corpo de quaisquer segmentos que chegam. Ele armazena as características do canal e toma disponível o RES para o processo de nova montagem 494.

Com referência à Figura 27, o processo de Recepção do Quadro 490 é como segue. O processo 490 começa (etapa 520) pela busca de um sinal de sincronização e monitoração de VCS (etapa 522). O processo 490 determina se VCS é igual a 0 e VPF é igual a 1 (etapa 524). Se VCS é igual a 0 e VPF é igual a 1, o processo percebe portadoras no CIFS (etapa 526) e determina se uma portadora é percebida (etapa 528). Se nenhuma portadora é percebida (na etapa 528), o processo aguarda o fim do CIFS (etapa 530) e escuta no PRS, observando qualquer prioridade escutada nesse intervalo (etapa 532). Ele então ajusta VCS igual a EIFS e VPF igual a zero (etapa 534) e retoma para a etapa 522. Se uma portadora é percebida na etapa 528, então o processo prossegue diretamente para a etapa 534.

Se VCS não é igual a 0 e VPF não é igual a 1 (na etapa 524), o processo determina se um sinal de sincronização foi detectado (etapa 536). Se o processo determina que um sinal de sincronização não foi detectado, o processo retoma para a etapa 522. Se o processo determina que um sinal de sincronização foi detectado (na etapa 536), o processo recebe e analisa o campo de controle de quadro no delimitador do segmento que chega (etapa 538). O processo determina se o controle do quadro é válido (com base no campo FCCS)(etapa 540). Se o controle do quadro é inválido, o processo prossegue para a etapa 534. Se o controle do quadro é válido, o processo determina se o controle do quadro indica um início de quadro (etapa 542). Se não um início de quadro, o processo atualiza os VCS e VPF, bem como observa a prioridade indicada pelo controle do quadro (etapa 544) e retoma para a etapa 522. Se o controle do quadro indica um início de quadro, isto é, o controle do quadro está no delimitador de início (e assim inclui um índice para os mapas do canal de RX, um comprimento, quer ou não uma resposta esperada e indicador de controle de disputa), o processo recebe o corpo do segmento e o delimitador de fim (se um delimitador de fim foi incluído no quadro)(etapa 546). O processo determina se o DA é válido (etapa 548). Se o DA é válido, o processo determina se uma memória intermediária de RX está disponível (etapa 550). Se o espaço na memória intermediária está disponível, o processo determina se o segmento é recebido em erro pela verificação do indicador de erro FEC e determinação se um CRC calculado não é igual ao FCS (etapa 552) e, se válido e uma resposta é solicitada, o processo prepara e direciona a transmissão de uma resposta ACK (usando PD_DATA.Rsp com estado=ACK), bem como armazena o RES e as características do canal (etapa 554). O processo determina se segmentos adicionais devem ser recebidos como parte de um quadro segmentado (etapa 556). Se nenhum segmento mais deve ser recebido, o processo indica recepção de quadro bem-sucedida (para os outros processos de RX 494,496 e 498, mostrados na Figura 26)(etapa 558) e prossegue para a percepção da portadora no CIFS na etapa 526 depois de aguardar o valor VCS ser igual a 0 na etapa 560.

Ainda com referência à Figura 27, e com referência novamente à etapa 552, se o segmento é inválido, e uma resposta é esperada, o processo prepara e causa a transmissão de uma resposta NACK (isto é, PD_Data.Rsp com estado=NACK) (etapa 562). O processo descarta o quadro (etapa 564) e retoma para a etapa 560. Se, na etapa 550, o espaço na memória intermediária não está disponível, e uma resposta é esperada, o processo prepara e causa a transmissão de uma resposta FAIL (PD_DATA.Rsp com esta-do=FAIL)(etapa 566) e retorna para a etapa de descarte do quadro na etapa 564. Se, na etapa 548, o DA está inválido, o processo determina se o segmento é endereçado com multidifusão (etapa 568). Se o segmento é endereçado com multidifusão, o processo determina se o espaço na memória intermediária está disponível (etapa 570). Se o espaço na memória intermediária está disponível, o processo determina se o segmento é válido (etapa 572). Se o segmento é válido, o processo prossegue para a etapa 556 para verificar os segmentos adicionais que chegam. Se, na etapa 568, foi determinado que o segmento foi endereçado com unidifusão, ou, o processo determina que o segmento é de multidifusão, mas que espaço insuficiente na memória intermediária está disponível na etapa 570, o processo prossegue para a etapa 564 (descartando o quadro).

Com referência novamente à Figura 26, o processo de Nova Montagem 494 acumula segmentos recebidos pelo processo de recepção de quadro PHY 490 até que um quadro inteiro seja montado. Cada segmento contém o Campo de Controle de Segmento 106 (da Figura 7), que proporciona o comprimento do segmento (SL) 168, a contagem do segmento (SC) 172 e o indicador de último segmento 170. O SL 168 especifica o número de bytes de MSDU no segmento, desde que o segmento é enchido para igualar os tamanhos do bloco de símbolos, e é usado para determinar e extrair bytes de MSDU no receptor. O SC 172 contém um número inteiro seqüenci-almente crescente iniciando em zero para o primeiro segmento. O indicador de último segmento é ajustado para 0b1 para o último segmento ou único. O processo de nova montagem 494 usa isso e outra informação em cada segmento para a nova montagem de MSDU. O receptor monta novamente a MSDU pela combinação de segmentos na ordem de contagem do Segmento até que um segmento com o indicador de último segmento ajustado para um é recebido. Todos os segmentos são novamente montados antes da decrip-tografia para extrair a MSDU. O processo 494 começa pela recepção do RES e determina se o SC é igual a zero. Se SC=0 e o indicador de último segmento está fixado, o RES é o único segmento na MSDU e o processo proporciona o RES como um quadro criptografado recebido (REF) para o processo de decriptografia 496. Se o SC não é igual a zero, o processo usa a informação de controle do segmento para acumular todos os segmentos em ordem até que ele observa o indicador de último segmento ajustado e monta novamente a MSDU (ou REF) a partir de segmentos acumulados. Ele então passa o REF para o processo de decriptografia 496. O Processo de Decriptografia 496 gera texto claro do REF. O processo de decriptografia 496 recebe o quadro criptografado, novamente montado do novo montador 494 e recupera o NEK identificado pelo EKS no campo EKS 192 do campo de Controle de Criptografia 112 (da Figura 8). Se ο IV no REF é zero, o REF é determinado como sendo não criptografado (na realidade, um quadro de texto claro de recepção ou RCF) e o RCF é passado para o processo de Processamento de Quadro MAC de RX 498. Se IV não é zero, o processo 496 decriptografa o quadro usando o algoritmo DES com ο IV e NEK. O processo 496 determina se existem quaisquer erros no REF e executa essa tarefa a despeito de se o REF está realmente criptografado ou não. Se não existem erros detectados pelo processo de decriptografia para o REF (isto é, o ICV no REF é igual ao valor calculado pelo processo de decriptografia), o processo 496 redefine o REF como um RCF e fornece o RCF para o processo de Processamento de Quadro MAC de RX 498. O processo de Processamento de Quadro MAC de RX 498 analisa e processa o corpo do quadro de texto claro. Ele determina o tipo do corpo do quadro a partir do valor do tipo especificado no primeiro campo de tipo ocorrente. Se o quadro não inclui o campo da informação gerencial do MAC 182, então o tipo é esse especificado no campo de tipo 184 indicando que os dados do quadro a seguir são dados de MSDU no campo de dados do quadro 186 (Figura 8) e o campo de tipo 184 e os dados do quadro 186, junto com o campo DA 108 e o campo SA 110 (Figura 3) são fornecidos para a camada LLC para processamento adicional. De outra maneira, e com referência novamente à Figura 9, o tipo é especificado no campo de tipo 200 do campo da informação gerencial do MAC 182. Se o número de entradas indicado no campo MCTRL 206 é maior do que zero, o processo 498 processa cada entrada 204 no campo da informação gerencial do MAC 182 de acordo com seu tipo de entrada respectivo (como indicado no campo MTYPE 218 no campo MEHDR 206). Por exemplo, se o campo MTYPE 218 identifica a entrada como a entrada de Multidifusão com Resposta 210H (Figura 17), o processo determina se o endereço da estação 338 iguala quaisquer endereços de destino de multidifusão 272 especificados na entrada 210H. Com referência à Figura 12B, se a entrada é a Resposta da Estimativa de Canal 210B, o processo 498 associa o RXCMI 230 com o SA (especificado no cabeçalho do quadro) como o DA, e armazena a informação do mapa de canal da entrada (e indexada pelo RXCMI 230) nos mapas de canal de TX 346 (Figura 26) para uso nas transmissões para o remetente do quadro. Se a entrada é entrada de Solicitação de Estimativa de Canal 210A (Figura 12A), o processo faz com que uma Resposta de Estimativa de Canal seja preparada (através do processo de Estimativa de Canal, como discutido anteriormente) e transmitida de volta para o remetente do quadro. Se, e com referência à Figura 16, o processo 498 determina que o tipo de entrada é a entrada Ajustar Chave de Criptografia da Rede 210G (Figura 16), o processo 498 armazena o EKS 266 em associação com o NEK 268 na memória das Chaves de Criptografia 344 para uso na criptografia/decriptografia dos dados do quadro para uma rede lógica para a qual a chave é designada. Assim, o processo do manipulador de RX 494 toma qualquer ação apropriada para o tipo de entrada de dados 204.

Em uma representação alternativa dos processos de transmis-são/recepção, a Figura 28 é um diagrama de estado representando os processos de transmissão e recepção (processos 336 e 490, respectivamente) da máquina de estado MAC 310 como uma única máquina de estado de transmissão/recepção 575. Com. referência à Figura 28, a máquina de estado 575 começa em um estado inativo, buscando um sinal de sincronismo (estado "A"). Se um sinal de sincronismo é detectado, a máquina passa para a recepção da informação de controle de quadro (estado "B"). Se o controle do quadro recebido indica um SOF, a máquina recebe o corpo do segmento e EOF seguinte ao SOF (estado "C"). Se um DA válido é recebido e uma resposta é esperada, a máquina transmite uma resposta (estado "D"). Na eventualidade em que uma resposta seja transmitida (durante o estado "D"), ou se o controle do quadro recebido no estado "B" é uma resposta ou um EOF sem resposta esperada, ou, no estado "C", nenhuma resposta é esperada, a máquina passa para um estado de percepção da portadora no CS>S (estado "E"). Se nenhuma portadora é percebida, a máquina entra em um estado de percepção da sinalização de PRS (estado "F"). Com a detecção do fim dos espaços PRS, a máquina ajusta VCS=EIFS e VPF=0, e passa para um estado de busca de uma sincronização na janela de disputa (estado "G"). Se VCS espera um tempo e VPF=0, a máquina retorna para o estado "A". Se um quadro está pendente durante o estado "A" ou o estado "G" (e o contador de recuo tem um valor zero durante o estado "G"), a máquina transmite o segmento pendente (estado "H"). Se um sincronismo é detectado durante o estado "G", a máquina novamente recebe a informação de controle do quadro (estado "B"). Se, enquanto no estado "B" de recebimento do controle do quadro, a máquina determina que o controle do quadro não é válido, a máquina ajusta VCS=EIFS e VPF=0 e prossegue para um estado de espera (para VCS=0) e busca pelo sincronismo (estado T). Se, enquanto no estado "B" de recebimento de controle de quadro, a máquina determina que um EOF foi recebido e uma resposta é esperada, ou, no estado "C", determina que o DA não é válido e uma resposta é esperada, a máquina atualiza VCS e ajusta VPF=1 e vai para o estado "I". Se, no estado "I", um sincronismo é detectado, a máquina recebe a informação de controle do quadro (estado "B"). Se, durante o estado Ύ, o VCS espera um tempo enquanto VPF é 0, a máquina retoma para o estado inativo (estado "A"). De outra forma, se VCS=0 e VPF=1, a máquina entra no estado "E". Se uma portadora é percebida durante o estado Έ", a máquina ajusta VCS=EIFS e VPF=0 e passa para o estado "I". Com o retomo brevemente ao estado Ή", se um segmento é transmitido sem resposta esperada, a máquina entra no estado "E". Se, durante o estado H, um segmento é transmitido com uma resposta esperada, a máquina atualiza VCS e ajusta VPF=1, e depois entra no estado T.

Como indicado acima, uma série de funções MAC ficam disponíveis através do uso do campo da Informação Gerencial do MAC 182 (Figura 9), em conjunto com outros campos do quadro. Esses recursos incluem, mas não são limitados a: redes lógicas com base em criptografia, ARQ parcial para transmissões de multidifusão e difusão, formação de ponte (com um próxi de ponte), e tais técnicas de controle de acesso aos meios físicos como passagem de fichas e a consulta seqüencial.

Com referência novamente à Figura 1, as estações 12 na rede 10 podem ser logicamente separadas com o propósito de privacidade. Por exemplo, e com referência à Figura 29, a estação 12a e a estação 12b localizadas em uma primeira localidade que são capazes de se comunicarem com a estação 12c e a estação 12d localizadas em uma segunda localidade sobre um meio físico de transmissão compartilhado 14 são separadas logicamente em redes lógicas, isto é, com as estações 12a e 12b pertencendo a uma primeira rede lógica 580 e as estações 12c e 12d pertencendo a uma segunda rede lógica 582. Essa separação lógica de estações em uma rede física em redes lógicas ocorre na unidade MAC 18 e possibilita que conjuntos de estações na rede física operem como se existisse uma única rede separada para cada conjunto. A privacidade é propiciada pela criptografia do Padrão de Criptografia de Dados (DES) de 56 bits e a gerência de chave autenticada.

Todas as estações em uma dada rede lógica compartilham uma chave de rede como uma chave comum. Essa chave de rede é a chave que é atribuída para a rede lógica. Além da chave de rede, cada estação tem uma única chave padrão, tipicamente pré-programada por um fabricante. O usuário de uma estação gera a chave padrão a partir de uma senha (também fornecida pelo fabricante). A chave padrão é usada para possibilitar a comunicação segura entre a estação e uma ou mais outras estações que são membros das redes lógicas, de modo que a estação receba de maneira segura as chaves de rede para essas redes lógicas. Um mecanismo exemplar para gerar a chave padrão a partir da senha é a função PBKDF1, como descrito no padrão PKCS#5 v2.0, Padrão de Criptografia com base em Senha, usando MD4 como o algoritmo de sinal numérico (hash) básico. Assim, cada estação insere uma rede lógica pela primeira vez através do uso de sua chave padrão derivada da senha.

Com referência às Figuras 30 e 31, um processo de adição de uma nova estação, por exemplo, a estação 12e, em uma rede lógica, por exemplo, primeira rede lógica 580, é como segue. Uma estação que já é um membro da rede lógica, ou estação "mestre" (por exemplo, a estação 12b, na Figura 29) recebe a chave padrão da nova estação (etapa 590). Tipicamente, a chave padrão da nova estação é manualmente inserida na estação mestre. A estação mestre constrói um quadro que inclui uma entrada Gerencial de MAC de Fixar Chave de Criptografia da Rede (entrada 210G da Figura 16)(etapa 592), a entrada identificando uma Chave de Criptografia de Rede DES de 56 bits ou NEK (no campo NEK 268) e uma Seleção de Chave de Criptografia de 8 bits associada (no campo EKS 266) para a rede lógica. A estação mestre criptografa o quadro usando a chave padrão recebida (etapa 594) e transmite o quadro criptografado para a nova estação para decriptografia pela nova estação usando a chave padrão (etapa 596) e recuperação da chave de rede e a seleção associada do quadro decriptografado. A estação mestre pode usar a função de estimativa de canal e entradas gerenciais de MAC da estimativa de canal (Figuras 12A e 12B) descritas previamente para tomar a passagem da chave da criptografia de rede para a nova estação mais segura. A estação mestre pode enviar para a nova estação uma solicitação de estimativa de canal, fazendo com que a nova estação execute um processo de estimativa de canal e retome uma resposta de estimativa de canal com um novo mapa de canal resultante do processo de estimativa de canal. Com a recepção desta resposta, a estação mestre utiliza o mapa do canal especificado na resposta para enviar o quadro criptografado (contendo o NEK) para a nova estação.

Com referência à Figura 31, as estações na rede lógica 580, (isto é, estações 12a,12b e 12e) cada uma armazena nas memórias das chaves de criptografia respectivas 344 uma chave padrão única respectiva 600a,600b,600e (a ser usada para operações de nova chave somente), bem como uma chave de criptografia de rede (NEK) idêntica 602 e uma seleção de chave de criptografia (EKS) associada 604 a ser usada para todas as outras transações dentro da rede lógica 580). O valor da Seleção da Chave de Criptografia 604 é colocado no campo EKS 192 dos quadros em todas as transmissões entre membros da rede lógica para a qual a Chave de Criptografia de Rede 602 é aplicável (como indicado na figura pelas setas 1,2 e 3), e a Chave de Criptografia de Rede 602 é usada para criptografar/decriptografar todos os quadros para esses membros.

Assim, a colocação em rede lógica para garantir a privacidade é propiciada através da criptografia. Cada rede lógica tem suas próprias chaves padrão e de rede, proporcionando separação da informação de uma rede lógica da outra. Pelo fato desse mecanismo usar a capacidade de criptografia incorporada em cada estação, cada estação tem a capacidade de participar em qualquer número de redes lógicas, limitada somente pela memória necessária das chaves padrão e de rede de cada rede lógica, e um mapeamento dos membros do conjunto de estações membros de cada rede lógica. Por exemplo, a estação 12a pode também ser uma estação membro da segunda rede lógica 582, ou a estação 12d pode ser um membro de uma terceira rede lógica (não mostrada), bem como da segunda rede lógica 582. Conseqüentemente, uma estação pode na realidade armazenar mais do que um par de Seleção de Chave de Criptografia e Chave de Criptografia de Rede, isto é, um para cada rede lógica a qual ela pertence. O esquema de ARQ parcial permite que um membro de um grupo de multidifusão reconheça uma transmissão (direcionada para o grupo de multidifusão) como um próxi para o resto do grupo. O ARQ parcial não garante a distribuição para um grupo de multidifusão, mas realmente proporciona uma indicação que a mensagem foi recebida por pelo menos um mem- bro do grupo de multidifusão. Os reconhecimentos ao nível de MAC ocorrem imediatamente seguinte ao quadro ao qual eles estão respondendo sem desistir do canal para novas transmissões.

Uma das estações retomando um mapa de canal atualizado (na resposta de Estimativa de Canal durante um processo de Estimativa de Canal) é selecionada para agir como o próxi da multidifusão. A seleção pode ser aleatória, mas, de preferência, ela é baseada na informação do mapa do canal (contida nos mapas de canal das respostas) que permite que a estação de transmissão identifique a trajetória mais fraca na transmissão da multidifusão. Pela identificação de uma estação que é a menos provável de receber a transmissão e seleção dessa estação como o próxi, o mecanismo de ARQ parcial fica mais confiável. Em um mecanismo de seleção exemplar, o próxi pode ser selecionado pela determinação de qual mapa de canal da estação do responder suporta a taxa de dados mais baixa, indicativa das características de canal de pior caso. Tal seleção pode ser feita de várias maneiras, por exemplo, pela comparação das taxas de dados reais para determinar a taxa de dados mais baixa ou, alternativamente, pela determinação de qual mapa de canal indica o menor número de bytes em um bloco (também indicativo da taxa de dados mais baixa). O transmissor prepara um quadro de multidifusão pelo ajuste do campo DA para o endereço da estação próxi selecionada. Ele armazena um endereço de multidifusão representando o grupo de endereços de multidifusão planejados para receber o quadro de multidifusão ou, altemativamente, os endereços individuais no grupo de multidifusão na Entrada Gerencial de MAC de Multidifusão Com Resposta 21 OH, descrito acima com referência à Figura 17, e também ajusta o MCF 164 no SC 106 (Figura 7). O transmissor também ajusta o campo DT nos delimitadores de início e fim de quadro com um valor que indica que uma resposta é solicitada. A estação próxi especificada pelo campo DA proporciona um tipo de resposta apropriada em nome do grupo de multidifusão sempre que ela recebe um quadro com um DT exigindo uma resposta. A transmissão da Resposta começa depois de um período de RIFS a despeito do estado ocu- pado do meio físico, como discutido acima.

Embora o mecanismo de ARQ parcial seja descrito acima como usando um receptor planejado do quadro de multidifusão como o próxi selecionado, ele não precisa ser limitado dessa maneira. O próxi pode ser qualquer dispositivo conectado no mesmo meio físico que os receptores planejados do quadro de multidifusão, por exemplo, qualquer estação ou uma ponte conectada no meio físico.

Como anteriormente mencionado, o protocolo MAC suporta um mecanismo de colocação em ponte para uso por uma sub-rede (tal como a rede da linha de energia 10, da Figura 1) quando a sub-rede precisa se comunicar com uma estação que é alcançada por uma ponte. O mecanismo de colocação em ponte permite que cada ponte conectada na sub-rede sirva como um próxi para os endereços de destino que são acessados através da ponte.

Com referência à Figura 32, uma rede 620 inclui primeira e segunda sub-redes 622,624, que são baseadas em meios físicos confiáveis (esses com taxas de erros de bits muito baixas) e assim chamadas como sub-redes "confiáveis", e uma terceira sub-rede 626, que é baseada em um meio físico ruidoso (um tendo uma taxa de erro de bit relativamente alta), e chamada aqui como uma sub-rede "não confiável". Exemplos de meios físicos confiáveis incluem tecnologias convencionais de Ethernet e cabeamento com Fibra Ótica. Exemplos de meios físicos ruidosos incluem linhas de energia e meios físicos sem fio, tal como RF. A rede 620 adicionalmente inclui pontes 628 (B1) e 630 (B2) para conexão nas sub-redes 622,624 e 626. A primeira sub-rede confiável 622 inclui as estações 632a(R1) e 632b(R2), que são conectadas em um primeiro meio físico confiável 634. A segunda sub-rede confiável 624 inclui as estações 636a(R3) e 636b(R4), que são conectadas em um segundo meio físico confiável 638, que pode ou não ser o mesmo tipo de meio físico que o meio físico 634. A sub-rede não confiável 626 inclui as estações 640a (U1) e 640b(U2), que são conectadas em um meio físico ruidoso ou não confiável, tal como uma linha de energia 642. A ponte 628 (B1) é conectada no primeiro meio físico confiável 634 (na porta A) e no meio físico não confiável 642 (na porta B). A ponte 630(B2) é conectada no meio físico não confiável 642 (porta A) e no segundo meio físico confiável 638 (porta B). Cada uma das pontes 628,630 suporta funcionalidade de ponte que incluem, mas não é limitado a, uma unidade de ponte de aprendizagem mostrada como processos de ponte de aprendizagem 644 e 646, respectivamente. Cada uma das estações e pontes inclui pelo menos um dispositivo MAC. As estações 632a,632b, ponte 628 e estações 636a,636b e ponte 630 incluem um tipo apropriado de dispositivo MAC convencional, dispositivos MAC 648a,648b,648c,650a,650b e 650c, respectivamente, para suportar o meio físico confiável no qual eles estão associados. Para suportar operações no meio físico não confiável, em particular, uma função de próxi de ponte ciente de fonte (como será descrito), as pontes 628.630 e as estações 640a,640b incluem dispositivos MAC cientes da fonte 652a,652b,652c e 652d, respectivamente. Os MACs cientes da Fonte 652, isto é, esses MACs que participam da ponte ciente da fonte, são obrigados a conhecer que um endereço de destino particular é alcançado através de uma ponte (nesse caso, uma das pontes 628 ou 630).

Cada tal MAC ciente da fonte tem a capacidade de permitir que a ponte (ou dispositivo agindo como uma ponte) sirva como um próxi para o destino. Agindo como um próxi para um endereço de destino, a ponte aceita a responsabilidade de enviar pacotes para esse destino e participa no esquema ARQ diretamente como um endereço individual (quando necessário).

As estações U1 ,U2 (bem como pontes B1 e B2) ficam cientes da necessidade de usar um próxi de ponte através do mesmo processo de estimativa de canal que é necessário para todas as estações adquirirem índices de Mapa do Canal. Se a entrada Gerencial do MAC de Resposta de Estimativa de Canal 210B (Figura 12B) recebida de qualquer das pontes 628.630 tem o bit de Próxi de Ponte 236 fixo, o dispositivo de recebimento entende que essa ponte está ativada e enviando para um ou mais endereços em uma outra sub-rede. O dispositivo de recebimento associa o Endereço da Fonte dessa ponte, que é identificado no campo SA, com o CMI Qunto com os campos VT, RATE e MOD), como seria para qualquer outra estação na rede. O receptor também associa essa mesma informação com cada Endereço de Destino com Ponte (BDA) 246 na entrada Gerencial do MAC da Resposta de Estimativa de Canal 21OB. O indicador BP 236 indica que o BDA 246 é acessado através do Endereço da Fonte da ponte. Dessa maneira, cada estação é capaz de construir uma primeira estrutura de dados na forma de uma primeira lista, chamada aqui como uma BPDAlist, que mapeia o SA de cada ponte para um ou mais BDA. Cada ponte constrói e mantém uma segunda estrutura de dados ou lista que é sua própria lista de cada DA para a qual ela serve como próxi (lista "Eu sou Próxi", ou, lAPlist). A transmissão subseqüente através do próxi de ponte para um DA na BPDAlist, depois de estabelecida, é realizada pelo envio de um quadro tendo a entrada do campo de Informação Gerencial de MAC do tipo de Substituir o Endereço de Ponte. Uma MSDU endereçada para um Endereço de Destino para o qual um Próxi de Ponte está ativo é transmitida com o Endereço de Destino do Cabeçalho do Quadro 108 (Figura 3) ajustado para o endereço da ponte. O Endereço da Fonte do Cabeçalho do Quadro 110 (Figura 3) é o endereço da estação de transmissão. A Entrada da Informação Gerencial de MAC de Substituir Endereço da Ponte inclui o Endereço de Destino Original (ODA) e o Endereço da Fonte Original (OSA), assim possibilitando que a ponte reconstrua a MSDU original para transmissão. A rede 620 em um estado configurado é mostrada na Figura 33 como rede configurada 620'. No estado configurado, os processos de ponte de aprendizagem 644,646 mantêm listas de endereços aprendidos por porta 660,662, respectivamente, para todas as estações. Assim, B1 mantém a lista da estação/porta 660 para incluir, para a porta A, as estações R1 e R2, e, para a porta B, as estações U1,U2,R3 e R4. A ponte B2 mantém a lista da estação/porta 662 para incluir U1,U2,R1 e R2 para a porta A, e R3 e R4 para a porta B. Os MACs cientes da fonte da ponte 652a e 652b mantêm lAPlists 664a e 664b, respectivamente, que incluem endereços para os quais essas pontes servem como próxi. A lAPlist 664a inclui endereços de R1 e R2 e a lAPlist 664B inclui os endereços de R3 e R4. Os endereços de lAPlist são passados para o MAC ciente da fonte pelo LLC (em uma entrada gerencial local) ou são apreendidos (através do processo da ponte de aprendizagem, que fornece os endereços para o MAC ciente da fonte, ou quando o MAC recebe do LLC um quadro com um SA que não é o seu próprio). Uma função MAC ciente da fonte IAP(SA) adiciona esses endereços na lAPlist.

Adicionalmente, cada uma das estações 640a e 640b mantém informação BPDA aprendida ou recebida em uma lista DA de Próxi de Ponte (BPDAlist) respectiva 666. Desde que duas pontes são conectadas na sub-rede 626, cada uma dessas pontes (pontes 628 e 630) deve também manter uma lista de próxi de ponte para os endereços de destino alcançados através da outra ponte. Consequentemente, as pontes 628 e 630 mantêm BPDAlists 668a e 668b, respectivamente. Elas recebem essa lista através do canal em uma entrada gerencial de MAC - isto é, uma entrada gerencial de MAC de resposta de estimativa de canal de uma ponte - ou do computador principal (entrada gerencial de MAC local). A lista pode ser uma lista de pares de endereços incluindo um endereço de destino (DA) e o DA do próxi de ponte (BPDA) associado com o DA, ou, altemativamente, uma lista de DA's associados com cada BPDA. A BPDAlist pode ser aprendida quando os quadros com ponte são recebidos de um SA particular onde o SA e o OSA não se igualam. Elas são armazenadas por uma função RecordBPDA (OSA.SA) que armazena o par de endereço OSA.SA na BPDAlist como DA e BPDA, respectivamente. As primitivas de obter/fixar gerência MAC local são usadas para suportar o LLC (e camadas superiores) na armazenagem e fornecimento da estação com a BPDAlist.

Com referência à Figura 34, um processo de TX MAC ciente da fonte para autoconfiguração de um dispositivo (tal como U1,U2,B1 ou B2) em uma rede de ponte ciente da fonte (rede 620) 700 é mostrado. O processo 700 começa com a recepção de um quadro pelo MAC ciente da fonte 652 no dispositivo proveniente do LLC (etapa 702). O quadro pode ser planejado para transmissão para um dispositivo de destino ou como um quadro gerencial para o próprio MAC. O processo determina se o SA identificado pelo quadro iguala o SA próprio do MAC (MyAddr)(etapa 704). Se existe uma igualação do SA, o processo determina se o DA identificado pelo quadro iguala o DA próprio do MAC (MyAddr)(etapa 706). Se existe uma igualação de DA também, o quadro está sendo passado para o próprio MAC e não é planejado para transmissão no meio físico. O processo determina se uma entrada gerencial do MAC está presente no quadro (etapa 708). Se o quadro inclui uma entrada gerencial de MAC contendo informação planejada para uso local, o processo invoca o RecordIAP para armazenar uma lista IAP se uma tal lista está presente na entrada (etapa 708). Se o quadro não inclui uma entrada gerencial do MAC (como determinado na etapa 708), o processo descarta o quadro (etapa 712) e retorna para um estado inativo (etapa 714).

Se, na etapa 706, é determinado que o DA no quadro não é igual ao endereço local do MAC (como é normalmente o caso para um quadro que é para ser transmitido), o processo determina se o DA é identificado para ser colocado em ponte (etapa 716), isto é, associado com uma ponte (através da qual ele é acessado) na lista BPDA da estação de uma função RecordBPDA prévia (como discutido acima e descrito em maior detalhe com referência à Figura 36). Se o DA é identificado para ser colocado em ponte, o processo executa uma função SubstituteBPDA (etapa 718) pela substituição do DA do quadro com o DA da ponte associada no campo DA do quadro, e colocação do DA e SA originais do quadro nos campos ODA e OSA, respectivamente, na Entrada Gerencial do MAC de Substituir Endereço de Ponte 210F (da Figura 15). O processo direciona o quadro para um processo de preparação do quadro para transmissão (etapa 720).

Se o DA não é identificado para ser colocado em ponte na etapa 716, e, de fato, é identificado para não ser colocado em ponte na etapa 722, o processo direciona o quadro para a preparação de transmissão (etapa 720) sem o processamento de endereço da ponte. Se o DA não é identificado (na etapa 722), a função SubstituteBPDA é executada com o DA fixo para o endereço difundido (etapa 724), e o processo prossegue para a etapa 720.

Com referência novamente à etapa 704, se o SA do quadro não iguala o endereço da estação (MyAddr), o dispositivo executando o processo é uma ponte e o processamento continua como segue. O processo determi- na se o DA é identificado para ser colocado em ponte (por uma função Re-cordBPDA prévia, resposta de mapa do canal ou primitiva 'fixa' gerencial local)(etapa 726). Se o DA é identificado para ser colocado em ponte, o processo executa a função SubstituteBPDA, executa a função IAP(SA) (como anteriormente descrito) e substitui o SA com MyAddr(etapa 728) antes da preparação do quadro para transmissão na etapa 720. De outra forma, e se o DA é identificado para não ser colocado em ponte (isto é, existe um mapa de canal para o DA ou outra indícação)(etapa 730), o processo executa a função SubstituteBPDA sem mudar DA, executa a função IAP(SA) e substitui SA com MyAddr (etapa 732) antes de preparar o quadro para transmissão na etapa 720.

Se o DA não é identificado (a partir da determinação da etapa 730), o processo executa a função SubstituteBPDA com DA fixo para o endereço difundido e executa a função IAP(SA), bem como substitui SA com MyAddr (etapa 734) antes de preparar o quadro para transmissão na etapa 720.

Com referência à Figura 35, o processo de preparação de quadro de transmissão 720 é mostrado. De preferência, esse processo é executado depois da autoconfiguração para colocação em ponte ciente da fonte da Figura 34. Pela ordenação do processamento dessa maneira, é mantida melhor confiabilidade para pacotes de difusão e multidifusão através do uso do ARQ parcial. Primeiro, o processo 720 determina se o DA é um endereço de multidifusão (etapa 740). Se o DA não é um endereço de multidifusão, o processo determina se existe um mapa de canal para o DA (etapa 742). Se existe um mapa de canal para o DA, o processo direciona o quadro para ser criptografado e transmitido de acordo com o procedimento de acesso ao canal (etapa 744). Se o processo determina que não existe um mapa de canal para o DA na etapa 742, o processo faz com que uma Entrada Gerencial de MAC de Solicitação de Estimativa de Canal seja adicionada no quadro (etapa 746) antes da criptografia e transmissão na etapa 744. Se o DA é determinado como sendo multidifusão na etapa 740, o processo determina se quaisquer mapas de canal válidos existem (etapa 748). Se não existem ma- pas de canal válidos, o processo de ARQ parcial não pode ser executado, e o quadro é simplesmente criptografado e transmitido na etapa 744. Se existe um mapa de canal válido na etapa 748, o processo de ARQ parcial é executado por uma função SubstituteMWR. A função SubstituteMWR copia o DA para a Entrada Gerencial de Multidifusão Com Resposta, substitui o DA com um DA para o qual um mapa de canal válido existe e fixa o Indicador de Multidifusão (etapa 750).

Com referência à Figura 36, um processo de RX MAC ciente da fonte para auto configuração, colocação em ponte ciente da fonte na recepção (isto é, quando os quadros são recebidos pela unidade MAC a partir do meio físico) 760 é mostrado. O processamento ocorre na ordem inversa do processamento de transmissão descrito acima com referência às Figuras 34-35. Isto é, o processamento do ARQ parcial é seguido pelo processamento de dados do próxi de ponte. O processo 760 recebe um quadro do meio físico 762. O processo determina se o Indicador de Multidifusão é ajustado para um ou o DA é um endereço de multidifusão, isto é, endereço MSB=1 (etapa 764). Se o processo determina que nem o MCF está fixo nem o DA é de multidifusão, o processo determina se o DA é igual a MyAddr (etapa 766). Se o DA não é igual a MyAddr em 766, o quadro é descartado (etapa 768) e o processo retoma para um estado inativo (etapa 770). De outra forma, isto é, se o MCF é fixo ou o endereço é um endereço de multidifusão, ou DA é igual a MyAddr, o processo faz com que o quadro seja novamente montado (se apropriado) e decriptografado para extrair quaisquer Entradas Gerenciais do MAC que possam estar presentes (etapa 772). Se uma Entrada Gerencial do MAC de Solicitação de Estimativa de Canal está presente no quadro, o processo 760 processa a solicitação pela preparação de uma Resposta de Estimativa de Canal que inclui a lista BPDA tirada da lista IAP da ponte se tal lista existe (etapa 774). O processo determina se uma Entrada Gerencial MWR está presente no quadro (etapa 776). Se afirmativo, o DA é substituído com o DA contido na entrada e o cabeçalho gerencial é removido (etapa 778). Se uma entrada MWR não está presente, o processo determina se uma entrada de Substituir Endereço de Ponte está presente no quadro (eta- pa 780). Se o processo determina a presença da entrada RBA no quadro, ele executa uma função RecordBPDA(OSA.SA) para adicionar esse par de endereços na BPDAlist da estação (se OSA e SA são diferentes), e o DA e SA são recuperados do ODA e OSA (etapa 782). Depois que o processo remove quaisquer entradas gerenciais do quadro e passa o quadro para o LLC para distribuição para o computador principal (etapa 784), ele retoma para o estado inativo (etapa 770).

Como mostrado na Figura 32, as pontes B1 e B2 incluem um processo de ponte de aprendizagem acoplado em um MAC ciente da fonte na porta conectada na rede não confiável. O processo de ponte de aprendizagem é "ciente do IAP" e é assim capaz de passar a lista de endereços de envio para a função IAP do MAC não confiável para armazenar na lAPlist.

Embora as pontes Β1, B2 usem uma função de ponte de aprendizagem com ciência de IAP, outras modalidades são consideradas. Por exemplo, as pontes B1,B2 podem ser implementadas com um chip de ponte padrão comercialmente disponível (tipicamente tendo MACs de Ethernet embutidos 648 para cada porta) e um MAC ciente da fonte externo 532 conectado em pelo menos uma porta, de modo que o uso da ponte ciente da fonte pelo menos nessa porta fica oculto do processo da ponte de aprendizagem. Em uma tal implementação, embora a ponte não seja ciente de IAP e portanto não seja equipada para passar a informação da lista IAP para o MAC ciente da fonte, o MAC ciente da fonte suporta outros mecanismos que podem ser usados para gerar e manter a lAPlist, por exemplo, entradas gerenciais ou outros mecanismos de aprendizagem do MAC ciente da fonte, como discutido anteriormente.

Com referência novamente às Figuras 32-33, embora os dispositivos 628 e 630 sejam mostrados e descritos como pontes autônomas, eles podem ser implementadas como estações (com ou conectados em computadores principais). Se implementado como uma estação, o dispositivo de ponte 628 seria visto como uma estação em ambas as sub-redes 622 e 626. Da mesma forma, se o dispositivo de ponte 630 fosse para ser implementado como uma estação, ele seria considerado uma estação em ambas as sub-redes 626 e 624. As estruturas de controle e operações relacionadas com o mecanismo de colocação em ponte seriam modificadas como apropriado. Por exemplo, a lista de estação/porta 660 seria expandida para incluir, para a porta B, o dispositivo 630 (B2), e, a lista de estação/porta 662 seria similarmente adaptada para incluir, para a porta A, o dispositivo 628 (B1).

Como indicado anteriormente, o uso do mecanismo de acesso livre de disputa possibilita que uma única estação controle o acesso ao meio físico. Adicionalmente, o mecanismo de acesso livre de disputa permite que uma estação aja como um controlador de rede. Com referência à Figura 37, é mostrada uma rede de múltiplos nós 700 capaz de suportar intervalos (sessões) livres de disputa periódicos para tráfego com qualidade garantida bem como acesso orientado pela disputa. A rede 700 inclui uma estação designada como um mestre 702 e estações 704a,704b (mostradas como primeiro e segundo escravos, respectivamente) conectadas em um meio físico compartilhado 706. Tipicamente, a seleção do mestre 702 é feita por um administrador de rede (não mostrado), ou é específico do dispositivo ou produto. As estações 702,704a e 704b incluem computadores principais 708a,708b,708c, respectivamente, camadas de MAC 710a,710b,710c respectivamente, e camadas PHY 712a,712b,712c, respectivamente. Cada computador principal 708 é acoplado na camada de MAC 710, que também é acoplada na camada PHY 712. De preferência, a camada 710 opera da mesma maneira e assim inclui a funcionalidade da unidade MAC 18 (Figura 1). Da mesma maneira, a camada PHY 712 preferivelmente inclui pelo menos a funcionalidade da unidade PHY 22 (também da Figura 1) e o meio físico 706 é uma linha de energia. Entretanto, outros tipos de meios físicos podem ser usados. O computador principal 708 é planejado para representar pelo menos um ou mais componentes de software de rede operando acima da subcamada do MAC 710.

Uma conexão entre o mestre 702 e qualquer um ou mais dos escravos 704a,704b que desejam participar em uma sessão de intervalos livres de disputa é estabelecida e mantida através de uma troca de mensa- gens de Controle de Conexão 714 entre computadores principais mestres e escravos (isto é, computador principal 708a e computador principal 708b, e 708a e 708c, se ambos os escravos devem ser membros da sessão) usando acesso com base na disputa normal antes da sessão livre de disputa. As estações são adicionadas na e removidas da sessão usando o mesmo mecanismo, isto é, usando as mensagens de Controle de Conexão 714, que são distribuídas fora dos intervalos livres de disputa durante a sessão para essas finalidades. O computador principal 708 comunica os detalhes da conexão (depois de estabelecida ou quando subseqüentemente modificada) enviando mensagens de Fixar Conexão e Usar Conexão 716 para o MAC 710 dessa estação.

As mensagens de Controle de Conexão 14 envolvendo as comunicações do mestre/escravo incluem as seguintes primitivas: MAS-TER_SLAVE_CONNECTION.Request(Req)/Confirm (Conf), SLAVE_MAS-TER_CONNECTION.Req/Conf, MASTER_SI_AVE_RECONFlGURE.Req/Conf e SLAVE_MASTER_RECONFIGURE.Req/Conf. Cada uma dessas primitivas inclui os seguintes parâmetros: Período, Comprimento do Quadro, Tempo Mínimo do Quadro, Tempo Máximo do Quadro, Hora de Início, Duração da Conexão, Número da Conexão e Último Quadro Livre de Disputa (CFF). O Período define o tempo do início de um intervalo de disputa para o início do próximo intervalo livre de disputa. O Comprimento do Quadro define (em número de bytes) o comprimento médio do quadro a ser transmitido durante cada intervalo. O Tempo Mínimo do Quadro e o Tempo Máximo do Quadro definem as durações mínima e máxima de um quadro (mais a resposta associada), respectivamente. A Hora de Início especifica a participação aproximada na primeira vez no (ou início do) intervalo livre de disputa. A Duração da Conexão especifica a duração da conexão (em segundos). Um valor de 0 indica que a conexão é cancelada, enquanto um MaxValue indica que a conexão está boa até cancelada). O Número da Conexão é o número da conexão designado para uma conexão particular de estação para estação (isto é, mestre para escravo). O Último CFF indica que a estação escravo (recebendo esse parâmetro) é para transmitir o último quadro no próximo intervalo livre de disputa e deve fixar o campo CC nesse quadro para um valor zero (e assim sinalizar o fim desse intervalo particular livre de disputa para todas as estações na rede). O mestre controla a fixação dos parâmetros da mensagem de Controle de Conexão, então um escravo fazendo uma solicitação (mensagem .req) envia os valores solicitados para o mestre. A resposta de confirmação do escravo simplesmente confirma os valores retomados pelo mestre se esses valores são aceitáveis.

Uma troca de mensagens de controle de conexão exemplar entre um mestre e escravo é como segue. Uma estação de aparelho telefônico (escravo) iniciando uma chamada telefônica envia uma mensagem para uma estação base (mestre) solicitando uma configuração de chamada (Solicitação de Conexão). O mestre responde com uma mensagem que indica o sin-cronismo e outra informação necessária para a conexão ser estabelecida e mantida.

Além dos parâmetros de mensagem de controle de conexão discutidos, quaisquer solicitações ou respostas com relação aos mapas de canal para uma nova conexão são entregues antes do inicio do primeiro intervalo livre de disputa (no qual a conexão é para participar) usando acesso com base na disputa. Todas as outras mensagens pertencentes à manutenção de ou mudanças na conexão são também trocadas fora dos intervalos livres de disputa.

Ainda com referência à Figura 37, o mestre 700 pode passar o controle do mestre para uma outra estação (o "novo" mestre), por exemplo, uma estação que estava agindo como um escravo (como uma das estações 704) ou uma estação que não estava agindo como um escravo (não mostrada). Será verificado que a rede 700 pode ser dividida em redes lógicas com cada rede lógica tendo um mestre designado, por exemplo, o mestre 700 sendo designado como um primeiro mestre em uma rede lógica (e agindo como mestre) e a estação 704b sendo designada como um segundo mestre em uma outra rede lógica, e para o controle de mestre/sessão ser passado do mestre 700 para o outro (novo) mestre 704b. Para essa finalidade, as mensagens de controle de conexão 714 também incluem mensagens para passagem da informação de controle do mestre e sessão do mestre para um novo mestre. Essas mensagens são na forma de mensagens de MAS-TER_MASTER_CONTROL_TRANSFER.Request e MASTER_MASTER_ CONTROL_TRANSFER.Confirm para transportar os seguintes parâmetros: Período, Comprimento do Quadro, Tempo Min. do Quadro, Tempo Máx. do Quadro, Hora de Início, Duração da Sessão, Número de Conexão e Comprimento do Intervalo Solicitado. O Período define o tempo do início de um intervalo livre de disputa para o próximo intervalo livre de disputa. A Duração da Sessão define o comprimento da sessão (para o mestre que está com o controle da sessão) em segundos. O Comprimento do Intervalo Solicitado especifica o comprimento total (em milissegundos) do intervalo livre de disputa solicitado. O Número de Conexão é o número único designado para a conexão de mestre no novo mestre. Os mestres designados respectivos 702,704b das redes lógicas são assim capazes de passar o controle de um lado para o outro entre eles para uma transição suave entre as sessões das redes lógicas.

Com referência à Figura 38, é mostrada uma sessão exemplar livre de disputa 720 dos intervalos livres de disputa 722. Os intervalos livres de disputa 722 ocorrem periodicamente em um intervalo de tempo fixo 724 (especificado como o Período nas Mensagens de Controle de Conexão 714). De preferência, o intervalo livre de disputa é restrito a alguma porção de todo o Período ou ciclo, tal como 50%, de modo que as outras estações têm uma oportunidade para disputar o meio físico durante os intervalos orientados por disputa normal 725 (mostrados como sombreados na figura, quando os intervalos 725 não são parte da sessão 720). Um intervalo de sessão 726 é a duração da sessão 720. Ele pode ser de uma duração fixa (como mostrado) ou durar tanto quanto a sessão seja necessária. Tipicamente, a sessão é estabelecida pelo mestre no momento em que o mestre toma-se ciente da necessidade de uma sessão (por exemplo, quando uma primeira solicitação de conexão é recebida). Outras conexões podem ser adicionadas a uma sessão já estabelecida ou conexões participando na sessão podem ser removidas da sessão (em tal momento que essas conexões são terminadas).

No exemplo mostrado na Figura 38, assume-se que o computador principal toma-se ciente das solicitações de ambas as estações escravas 704a,704b aproximadamente ao mesmo tempo e, portanto, a sessão 720 foi estabelecida no momento em que essas conexões foram estabelecidas.

Ainda com referência à Figura 38, cada intervalo livre de disputa 722 é dividido em espaços de tempo do quadro 727, e cada espaço de tempo do quadro 727 é alocado no tráfego a jusante (a partir do mestre), isto é, espaços 727a,727b, ou tráfego a montante (a partir de um escravo), espaços 727c,727d. Na configuração mostrada, o mestre envia um de seus próprios quadros em um espaço de tráfego a jusante (por exemplo, envia um quadro no espaço 727a, que é imediatamente seguido pelo espaço de tráfego a montante alocado em um escravo participando no intervalo livre de disputa 722 (novamente, usando o exemplo ilustrado, espaço 727c, usado pelo escravo 1. Para iniciar o acesso livre de disputa para cada uma das estações escravas membros 1 e 2, o intervalo livre de disputa começa com o mestre enfileirando um quadro para distribuição imediata e transmitindo para a estação escrava 704a um primeiro quadro a jusante 727a tendo o CAP=3 e o CC=1. Depois que o quadro a jusante 727a foi recebido pelo escravo 704a e o escravo 704a determina que a transmissão do tráfego a jusante está completa, o escravo 704a transmite um quadro a montante 727c (que já foi enfi-leirado pelo computador principal desse escravo). A estação escrava 704a determina que ela deve transmitir um quadro enfileirado quando um último (ou único) segmento é recebido e satisfaz certas condições, isto é, tem um SA igualando esse do mestre, CAP=3, CC=1 e um CN que iguala o número de conexão designado.

Ainda com referência à Figura 38, o mestre continua a transmitir quadros adicionais livres de disputa (se existem outros escravos participando na sessão) depois da recepção do quadro esperado do escravo 1, ou depois de um tempo de transmissão predeterminado se nenhum quadro é recebido (isto é, o quadro tanto a jusante quanto a montante falhou devido às condições ineficientes do canal). No exemplo mostrado, o mestre transmite o tráfego a jusante em um segundo espaço de tráfego a jusante 727b, assim fazendo com que a estação escrava 704b transmita o tráfego a montante durante o quarto espaço, ou segundo espaço de tráfego a montante 727d (quando os ajustes do campo SA, CAP, CC e CN no quadro a jusante assim indicam). Dessa maneira, portanto, o tráfego a jusante do mestre é capaz de efetuar um mecanismo de consulta seqüencial. O intervalo livre de disputa 722 é terminado ajustando-se CC=0 no último quadro. Uma estação tem conhecimento que um quadro particular é o último a partir do Último campo CFF na informação de Controle de Conexão trocada (entre computadores principais) durante a configuração e manutenção da conexão.

Assim, pode ser observado a partir da Figura 38 que uma sessão de intervalos livres de disputa 726 pode ser utilizada por uma rede CSMA (tal como a rede 10 na Figura 1) para alternar entre controle de acesso aos meios físicos distribuídos (tal como CSMA) atingido durante os intervalos orientados pela disputa 725 e controle de acesso aos meios físicos centralizados (como TDMA) dos intervalos livres de disputa 722 para diferentes níveis de QoS. A camada do MAC de cada estação é configurada para transmitir quadros no tempo apropriado pelas mensagens de Controle de Conexão 714 trocadas pelos computadores principais e as mensagens gerenciais do MAC de Fixar Conexão 716 (Figura 37) fornecidas pelo computador principal para a camada do MAC. As mensagens de Fixar e Usar conexão 716 são entregues para o MAC nas entradas da informação gerencial do MAC. Com referência às Figura 39A e Figura 39B, uma entrada de dados gerenciais do MAC de Fixar Conexão 740 e uma entrada de dados gerenciais do MAC de Usar Conexão 742, respectivamente são mostradas. Com referência à Figura 39A, a entrada de dados de Fixar Conexão 740 inclui um campo de Número de Conexão 744 para identificar o número de conexão designado para uma conexão particular e um campo Mestre 746 para indicar se uma estação está agindo como Mestre ou Escravo para a conexão identificada pelo campo do Número de Conexão 744. Se fixado, o campo Mestre 746 indica que a estação está agindo como Mestre. A entrada 740 adicionalmente inclui um campo SA 748 e um campo de Tamanho de Quadro SA 750. O campo SA 748 fornece o endereço da estação que causará a transmissão de um quadro (de comprimento especificado pelo campo de Tamanho do Quadro SA 750) enfileirado para a conexão identificada. Quando um quadro enfilei-rado é o primeiro quadro a ser transmitido durante um dado intervalo livre de disputa, o campo do Tamanho do Quadro SA 750 é ajustado para zero e o campo SA 748 é ignorado. Se o campo Mestre 746 está fixo e um quadro enfileirado não é o primeiro quadro a ser transmitido durante um dado intervalo livre de disputa, o mestre usa o comprimento dado pelo campo do Tamanho do Quadro SA 750 (em conjunto com o mapa do canal para o SA identificado) para ajustar um Registrador de Transmissão para medir o intervalo de tempo entre o fim da transmissão prévia e o começo da transmissão do quadro enfileirado. Quando o Registrador de Transmissão expira, um quadro enfileirado é transmitido tão logo o meio físico tome-se inativo. O valor do Registrador de Transmissão é usado para continuar o intervalo livre de disputa quando um quadro a montante falha (por exemplo, é corrompido ou não transmitido).

De preferência, o valor do Registrador de Transmissão é aproximadamente igual a duração do quadro a montante esperado, de modo que a flutuação de fase adicional não é introduzida para o tráfego seguinte no intervalo livre de disputa, e pode ser estimada do último mapa de canal do escravo com conhecimento do comprimento médio do quadro. Deve ser observado que o EIFS deve ser definido para ser mais longo do que o vão mais longo que possa ocorrer quando um quadro a montante é perdido, de modo que esses vãos potenciais não façam com que outras estações rompam o intervalo livre de disputa, particularmente quando as estações escutam o tráfego usando CAP=3 e CC=1. Pode ser desejável usar dois valores diferentes de EIFS, um EIFS mais longo (como anteriormente definido) quando os delimitadores com CAP=3 e CC=1 são detectados, e, de outra forma, um EIFS mais curto que é otimizado para tráfego com base em disputa.

Ainda com referência à Figura 39, a entrada 740 também inclui um campo de Tamanho de Quadro de TX 752, um Tempo Mínimo de Qua- dro 754 e um Tempo Máximo de Quadro 756. O campo do Tamanho do Quadro de TX 752 especifica um tamanho de quadro esperado médio (em bytes) e é usado para criar quadros simulados de comprimento apropriado como necessário. Tipicamente, um quadro simulado é usado para substituir um quadro real a ser entregue quando esse quadro não chega no MAC no tempo para transmissão (tanto por causa de um retardo na chegada do quadro quanto como um resultado da flutuação da fase da rede fazendo com que o tempo de transmissão ocorra antes de uma chegada oportuna do quadro). Um quadro simulado é aproximadamente do mesmo comprimento que o quadro normalmente transmitido e inclui uma indicação (por exemplo, em uma entrada gerencial de MAC) que ele é um quadro simulado. O Tempo Mínimo do Quadro 754 especifica uma duração mínima de um quadro (e qualquer resposta associada, se esperada). Se o tamanho de um quadro com base no mapa de canal atual não satisfaz essa exigência mínima, o quadro é enchido com um número apropriado de bits para satisfazer esse valor mínimo. O Tempo Máximo do Quadro 756 especifica uma duração máxima de um quadro. Quando o tamanho de um quadro com base no mapa do canal atual faz com que o quadro exceda essa exigência máxima, o quadro fica truncado antes da transmissão (ou um quadro simulado de comprimento apropriado é enviado) e uma falha é indicada para o computador principal. O propósito do Tempo Mínimo/Máximo do Quadro é controlar a flutuação de fase. Os mapas do canal podem ser calculados ou otimizados com o conhecimento dessas exigências de sincronismo e do tamanho médio do quadro.

Também incluídos na entrada gerencial do MAC de Fixar Conexão 740 estão um campo de Controle 758 e um campo FrameLife 760. O campo de Controle 758 indica para a estação a passagem do Controle do Mestre para uma outra estação (se a estação é Mestre) ou de uma outra estação (se a estação é um Escravo) para a conexão identificada pelo número de conexão. O campo FrameLife 760 especifica o valor do registrador do quadro, (FrmTimer, descrito anteriormente). Quando esse valor do registrador expira, um quadro enfileirado aguardando a transmissão é descarta- do.

Com referência à Figura 39B, a entrada Usar Conexão 742 inclui um campo de Número de Conexão 762, que especifica o mesmo número de conexão que o campo com mesmo nome na entrada Fixar Conexão para a mesma conexão. Ele é entregue para o MAC pelo computador principal com qualquer quadro de dados a ser transmitido no meio físico usando essa conexão. O número de conexão é colocado no campo de Número de Conexão 162 do campo de Controle de Segmento 106 (da Figura 7) quando o quadro de dados é preparado para transmissão.

Embora não mostrado na Figura 38, o mestre pode usar o intervalo livre de disputa (por exemplo, o intervalo livre de disputa 722) para enviar múltiplos quadros costas a costas durante o intervalo livre de disputa 722. Para usar um espaço de tráfego a montante para tráfego a jusante (de modo a conseguir transmissões de tráfego a jusante costas a costas), o mestre ajustaria o campo Número de Conexão 162 no campo de Controle de Segmento 106 (mostrado na Figura 7) em um quadro a jusante para algum número de conexão diferente desse que é designado para a conexão mestre para escravo entre o mestre e o escravo que normalmente transitaria durante o espaço seguinte. Em outras palavras, o mestre usa o campo CN 162 para controlar se o tráfego a jusante serve ou não para a consulta seqüenci-al de um escravo (e assim disparar um quadro a montante no próximo espaço). Adicionalmente, o mestre pode enviar um quadro simulado para o escravo iniciar o tráfego a montante em um sentido somente, se desejado. O mestre pode passar o controle do mestre para uma outra estação em um espaço a jusante de intervalo livre de disputa (quando as duas estações concordaram com a passagem do controle em uma troca de mensagens de Controle de Conexão antes do começo desse intervalo livre de disputa, como descrito anteriormente) usando o mesmo mecanismo, isto é, ajustando SA para o SA, CAP=3, CC=1 do mestre e ajustando CN para o número de conexão apropriado. A estação para a qual o controle do mestre é passado aceita a função como mestre recebendo de maneira correta esse quadro onde SA iguala o SA, CAP=3, CC=1 do mestre e CN iguala o número de conexão designado. A passagem do controle pode ocorrer dinamicamente entre os intervalos livres de disputa também.

Se as estações têm Chaves de Criptografia de Rede diferentes, a configuração e as comunicações de passagem do controle entre os computadores principais ocorrem com a criptografia desativada para as mensagens de configuração e controle (quadros). Nenhuma outra informação é incluída nesses quadros já que a criptografia está desativada.

Embora as mensagens de Controle de Conexão tenham sido descritas como incluindo um Tempo de Início, será verificado que o Tempo de Início pode ser eliminado como um parâmetro de mensagem de Controle de Conexão. O tempo de início pode ser indicado com base na suposição que as estações mestre e escravo começam o primeiro intervalo livre de disputa imediatamente com a concordância dos parâmetros de conexão (através da troca das mensagens de Controle de Conexão para a configuração da conexão) e o uso do Registrador de Transmissão e FrmTimer permitiría que as duas estações ficassem completamente sincronizadas a seguir.

Embora as mensagens de Controle de Conexão sejam trocadas entre intervalos livres de disputa (com CC=0), é desejável enviar as mensagens na prioridade mais alta (CAP=3), de modo que elas não computam com o tráfego de dados de outras estações. O envio do quadro (ou retransmissão) pode aumentar a cobertura geral da rede, confiabilidade e velocidade para uma rede ruidosa (sem fio ou ligada por fiação). Assim, o protocolo MAC da unidade de MAC 18 (Figura 1) suporta um mecanismo eficiente para enviar quadros através de uma estação intermediária. O envio do quadro envolve três das estações 12. Dentro do contexto de uma atividade de envio de quadro exemplar, uma primeira das estações (por exemplo 12a) é uma estação fonte "A", uma segunda das estações (por exemplo estação 12k) é uma estação de destino "B" e uma terceira estação selecionada (por exemplo, estação 12b) é uma estação intermediária (ou de envio) Ί". Em um cenário de envio do quadro, a estação A e a estação B não podem se comunicar devido às condições do canal (isto é, elevada atenuação e/ou nível de ruído), mas a estação A pode se comunicar com a estação I e a estação I pode se comunicar com a estação B. Em um cenário alternativo de envio de quadro adaptável à taxa, a estação A pode se comunicar com a estação B somente em uma taxa de dados relativamente baixa (por exemplo, usando o modo ROBO), e a velocidade pode ser aumentada significativamente pela comunicação com B através de uma estação intermediária.

Antes da comunicação com a estação B, a estação A aprende como melhor se comunicar com a estação B. Essa tarefa é realizada através de um processo de aprendizagem por meio do qual a estação A transmite para cada estação na rede um quadro que inclui a entrada gerencial do MAC de Solicitação da Informação de Conexão 21OC (da Figura 13A). Essa solicitação solicita informação de cada uma das estações 12 sobre a capacidade dessa estação de se comunicar com a estação B. A solicitação pode ser enviada em uma transmissão de quadro de unidifusão para cada estação conhecida, ou em uma transmissão de quadro difundida para todas as estações que possam ouvir a estação A. Cada estação que está ciente que pode se comunicar com a estação B responde retomando um quadro que inclui a entrada gerencial do MAC da Resposta da Informação de Conexão 21OD (da Figura 13B). O campo Bytes 249 na entrada 21 OD inclui o número de bytes por bloco de 40 símbolos para a estação B (com base no mapa do canal armazenado ou recentemente solicitado e retomado para a estação B). (Alternativamente, uma estação do responder pode retomar a capacidade (em bytes) de um quadro de comprimento máximo para a estação B). Assim, o campo Bytes 249 indica a taxa de dados para a conexão da estação do responder para a estação B. A resposta pode incluir outra informação pertinente sobre essa conexão (por exemplo, uma medida da qualidade ou confiabilidade da conexão, e/ou um mapa do canal de TX atualizado para a estação A se o quadro que incluía a Solicitação da Informação de Conexão também continha a entrada de Solicitação de Estimativa de Canal 210A (Figura 12A)). Depois de receber as respostas, a estação do responder que proporcionou a capacidade ou velocidade mais alta que satisfaz as exigências de qualidade e confiabilidade da conexão (com base na combinação de ambas as conexões da estação A na estação do responder e da estação do responder na estação B) é selecionada como a estação intermediária I.

Pelo fato de que essas solicitações de informação de canal e respostas não contêm informação sensível (isto é, informação que não pode ser ouvida por acaso pelas outras estações), elas podem ser transmitidas em texto claro para eliminar a necessidade de trocar as chaves da criptografia da rede (se as chaves já não estão disponíveis) ou reduzir o tempo de processamento.

De preferência, a estação A recebe atualizações da informação do canal para a conexão de I com B sempre que a estação B envia para a estação I um novo mapa de canal que muda o valor Bytes (isto é, bytes por bloco de 40 símbolos). A estação A pode gerenciar a recepção de tais atualizações ou, como uma opção, a estação I pode ser atribuída com a responsabilidade de atualizar a estação A com a nova Resposta da Informação de Conexão. A estação I é capaz de lidar com essa tarefa se ela fica ciente que ela está enviando tráfego da estação A para a estação B com base na observação do tráfego de envio do quadro.

Com referência à Figura 40, a estação A entrega os quadros usando o serviço reconhecido para a estação B através da estação I de acordo com a estrutura do quadro de envio para envio do quadro com uma resposta esperada depois de ambos os quadros 800. A estrutura do quadro de envio 800 inclui um primeiro quadro 802, uma primeira resposta (RESPONSEI) 804, um segundo quadro 806, uma segunda resposta (RESPON-SE2) 808 e uma terceira resposta (RESPONSE3) 810. Cada um do primeiro quadro 802 e segundo quadro 806 inclui um delimitador de SOF, um primeiro delimitador de SOF (SOF1) 812 e um segundo delimitador de SOF (SOF2) 814, respectivamente. Os quadros 802,806 também incluem uma carga útil de quadro (F1,F2) 816,818, respectivamente. Os quadros 802,806 cada um adicionalmente inclui um delimitador de EOF, um primeiro delimitador de EOF (EOF1) 820 e um segundo delimitador de EOF (EOF2) 822, respectivamente. Será entendido que os delimitadores de SOF, delimitadores de EOF, cargas úteis e resposta têm a mesma estrutura definida para o de- limitador de SOF 92 (Figuras 3 e 5A), o delimitador de EOF 94 (Figuras 3 e 5B) e a resposta 120 (Figuras 4 e 6). Com relação ao primeiro quadro 802, a estação A seleciona um tamanho máximo de segmento com base na menor da capacidade máxima do quadro com base no mapa de canal para a estação I e a capacidade do byte indicada na resposta da estação I para garantir que o quadro se ajuste em um único segmento para ambos os quadros (quadro 802 e quadro 806) da retransmissão do quadro. No cabeçalho/corpo do quadro 816, o SA é ajustado para o endereço da estação A, o DA é ajustado para o endereço da estação B, o FW 161 no campo de Controle de Segmento 106 é ajustado para 0b10 ou 0b11 (indicando a presença de um campo de endereço de estação intermediária IA 823, que o quadro está sendo enviado para uma estação intermediária e os LSB de FW indicando o valor planejado/original de CC quando o MSB de FW é 1) e o campo de endereço IA 823 é ajustado para o endereço da estação I. O DT no delimitador de SOF1 812 e no delimitador de EOF1 820 é ajustado para um valor que indica que uma resposta esperada e CC é ajustado para indicar o estado livre de disputa. O valor de CAP no delimitador de EOF1 820 é ajustado para a prioridade do acesso ao canal que é designado para o quadro (ou, prioridade "P"). O campo RWRE 145 no delimitador de EOF1 é ajustado para 0. Quando a estação I recebe o quadro 802, ela detecta o campo FW ajustado para 0b10 ou 0b11 (indicando que a estação I deve verificar IA ao invés de DA para o endereço de destino) e iguala IA a seu próprio endereço. Se o SOF1 indica que uma resposta é esperada (como ele faz nesse exemplo), a estação I retoma a resposta 804 usando o valor de CC e CAP contidos em EOF1 se retomando um ACK. Se a estação I retorna um NACK ou FAIL, ela usa o valor de CC e CAP contidos no Controle do Segmento para indicar uma tentativa de envio falha. Se um ACK é para ser retornado, a estação I ajusta FW para 0b01 (indicando a presença do campo de endereço IA e que o quadro está sendo enviado para uma estação final), calcula novamente o valor de FCS, indica se uma resposta é esperada no SOF2 814 e EOF2 822 e ajusta o bit RWRE 145 no EOF2 822 para indicar (para o benefício do VCS de outras estações) que uma resposta dupla é esperada. Os campos CC no S0F2 814 e E0F2 822 são ajustados para o valor de CC recebido no FW (CC=LSB de FW) ao invés do valor recebido no EOF1 820. O campo CAP 144 no EOF2 822 é ajustado para o valor recebido no campo do Controle de Segmento 106. O campo CMI 142 e o campo FL 140 no SOF2 814 são ajustados de acordo com o mapa do canal de TX para DA (estação B) e o quadro é transmitido usando o mapa de canal de TX indicado no campo CMI 142. A estação B recebe o segundo quadro 806 da estação I e reconhece do valor de FW (FW=0b01) que o quadro 806 foi enviado. Desde que SOF2 814 indica que uma resposta é esperada, a estação B retorna uma resposta 808 indicando que uma outra resposta é esperada a seguir (tipo RWR, DT=101). A resposta 808 inclui o valor de CC recebido no SOF2 814 e o valor do CAP 144, junto com o RFCS 148 com base no FCS recebido no quadro 806. A estação I processa a resposta 808 e gera a terceira resposta 810 para a estação A. A resposta 810 é do mesmo tipo (ACK, NACK ou FAIL, exceto que DT=0b100 ao invés de 0b101) e usa os valores de CC, CAP e FCS (se a resposta é um ACK) recebidos no quadro da estação A. A carga útil do quadro em cada transmissão é idêntica, exceto para o campo FW no Controle de Segmento e o FCS. Isso minimiza o processamento exigido pelo MAC para preparar o quadro para retransmissão.

Com relação à Figura 40, bem como Figuras 41 e 43-45 a seguir, o símbolo n=” seguido por "SOF1", "SOF2", "EOF1", "EOF2", "F1" ou "F2" é usado como uma anotação taquigráfica para "é atribuído com o valor recebido em". Anotações taquigráficas adicionais e abreviações ainda não mencionadas acima incluem: "LEN" para "comprimento", "P" para valor de prioridade de acesso ao canal original/planejado associado com um quadro e ”C" para valor CC original/planejado associado com um quadro. Assim, por exemplo, "FL=Len F1" indica que o campo FL é igual ao comprimento do quadro F1, e "CAP=EOF1" indica que CAP é atribuído com o valor recebido emEOFI.

Com referência à Figura 41, é mostrada uma estrutura de envio de quadro para envio do quadro sem resposta esperada 824 (isto é, difundi- do). Nessa seqüência, os campos do delimitador de SOF e do delimitador de EOF em ambos os quadros 802,806 são ajustados para indicar que a resposta não é esperada. Isto é, o campo DT em SOF1 812, SOF2 814 é ajustado para um valor de 000 e o campo DT no EOF1 820, EOF2 822 é ajustado para um valor de 010. Todos os outros ajustes de campo são os mesmos como se eles fossem para os quadros 802,806 da estrutura de envio do quadro mostrada na Figura 40.

As interrupções freqüentes podem ocorrer durante períodos de tráfego pesado de prioridade superior. Para evitar que outro tráfego interrompa durante o envio do quadro, a estação A pode indicar CAP=3 no EOF1 820 do quadro 802 para a estação I, que então usa esse valor CAP na sua resposta, a resposta 804. A disputa pela estação A pelo meio físico é baseada no CAP e CC reais do primeiro quadro 802 (incluindo a sinalização no PRP 284 e decisão para interromper outras transmissões). A estação I disputa com base em CAP=3 e CC=1 (que sempre ganha desde que livre de disputa foi indicado no primeiro quadro). O CAP real do quadro da estação I é recuperado em EOF2 e nas respostas seguintes desde que o valor original é enviado no Controle de Segmento de ambos os quadros. Quando essa técnica é usada, isto é, se o quadro tem um CAP menor do que 3 ou CC=0, a estação de origem seleciona o máximo tamanho de segmento (em bytes) para garantir que o tempo total para todos os quadros na transmissão de envio seja menor do que o máximo comprimento de quadro permitido (em tempo) para controlar a latência para tráfego de maior prioridade. Isso pode ser determinado a partir da informação contida no mapa de canal de TX (estação A para I) e na Resposta da Informação de Conexão recebida da estação I.

Outras modalidades de mecanismo de envio do quadro são consideradas. Por exemplo, e com referência às Figuras 42-45, uma estrutura de envio de quadro para envio de quadro com informações de suporte (overhead) reduzidas é conseguida pela eliminação de cada um dos delimi-tadores de EOF 820,822 e modificação de cada um dos delimitadores de SOF 812,814 para transportar informação que estava presente nos delimita- dores de EOF. Com referência à Figura 42, o campo de controle de quadro do delimitador de SOF 98 (Figura 98) pode ser modificado pela diminuição de cada um dos campos FL e FCCS (campos 140 e 136, respectivamente) por 2 bits para tomar 4 bits disponíveis para uso, e usar esses 4 bits disponíveis para acrescentar um campo SOF CAP 830 (2 bits), um campo EOFP de 1 bit 832 para indicar, quando ajustado, a presença de um EOF no quadro e um campo SOF RWRE de 1 bit (Resposta com Resposta Esperada) 834, que, quando ajustado, indica que duas respostas devem seguir.

Nesse esquema com informação de suporte reduzida, e com referência à Figura 43, é mostrada uma estrutura de quadro para envio de quadro com resposta somente depois do último quadro 836. A estação A envia um quadro no qual o delimitador de SOF indica que uma resposta é esperada, e tem os seguintes ajustes: CAP=3, CC=1, EOFP=0, RWRE=1 e DT para resposta esperada. Os ajustes indicam que o primeiro quadro 802 é para ser enviado com o segundo quadro 806 que é enviado no lugar da resposta para o primeiro quadro 802 (se um ACK de outra forma fosse retornado), nenhum PRP é para ocorrer depois do primeiro quadro e duas respostas (as respostas RWR 808 e 810) são esperadas no fim do segundo quadro 806. O FW no Controle do Segmento 106 do primeiro quadro 802 é ajustado para 0b01 ou 0b11 com base no valor de CC para o primeiro quadro 802. Nenhuma estação pode interromper a transmissão do segundo quadro 806 já que CAP=3 e CC=1 e não existe PRP presente. Se a estação I recebe o primeiro quadro 802 corretamente e de outra forma enviaria um ACK, a estação I ajusta o delimitador de SOF2 814 para indicar que nenhuma resposta é esperada e RWRE=1 (assim o transporte dessas duas respostas seguirá o segundo quadro). O segundo quadro 806 também usa os valores de CAP e CC recebidos no campo de Controle de Segmento 106 no primeiro quadro 802 e ajusta o EOFP=0 e FW=b01. A estação I calcula novamente o FCS e ajusta o SOF2 para indicar que nenhuma resposta é esperada antes dela transmitir o segundo quadro 806. A estação A detecta o SOF2 814 do segundo quadro 806 transmitido pela estação I e deduz um ACK. A estação B retorna a primeira das duas respostas RWR, isto é, a resposta 808, com CC ajustado para o valor recebido no delimitador de SOF2 814 e CAP e RFCS ajustados para os valores recebidos no segundo quadro 806. A estação I retoma a segunda das duas respostas RWR, isto é, a resposta final 810, na qual os valores de CAP, CC e RFCS são os mesmos que os valores recebidos no primeiro quadro 802. Para controlar a latência, o tempo de transmissão geral incluindo as respostas 808,810 é limitado para o máximo comprimento de quadro permitido (em tempo). Observe que não existe PRP entre os quadros desde que uma resposta é esperada e o segundo quadro é substituído no lugar da resposta.

Com referência à Figura 44, é mostrada uma estrutura de envio de quadro para enviar uma resposta somente depois do último quadro, com um NACK ou FAIL depois do primeiro quadro 838. O primeiro quadro 802 é transmitido da mesma maneira que essa descrita acima com referência à Figura 43, entretanto, nesse exemplo, o primeiro quadro do envio do quadro falha. Assim, a resposta 804 é transmitida imediatamente depois do primeiro quadro para indicar a falha do envio do quadro. Na resposta 804, o campo ACK é ajustado para 0 para indicar que uma resposta diferente de um ACK está sendo retornada, e o valor de FTYPE apropriadamente reflete o tipo da outra resposta (NACK ou FAIL).

Ainda usando o formato de quadro com informação de suporte reduzida e com referência à Figura 45, uma estrutura de envio de quadro é mostrada para envio de quadro sem resposta 840. Nessa estrutura, o primeiro quadro 802 é um quadro para o qual nenhuma resposta é esperada e é enviada pelo ajuste do delimitador de SOF1 812 com resposta esperada (DT=001) e RWRE=0. A estação I transmite o segundo quadro 806 no lugar da resposta esperada para o primeiro quadro 802 se um ACK fosse enviado de outra forma. No segundo quadro 806, o delimitador de SOF2 814 indica que nenhuma resposta é esperada e que RWRE=0. Conseqüentemente, nenhuma resposta é transmitida depois do segundo quadro 806 e o PRP (não mostrado) segue imediatamente. Embora não mostrado, será verificado que uma resposta como a resposta 804 com ajustes para um NACK ou FAIL (como mostrado na Figura 43) seria retornada depois do primeiro quadro (no lugar do segundo quadro 806) se o primeiro quadro falhasse.

Em ainda uma outra modalidade alternativa, na qual o delimita-dor de EOF é usado, e com referência à Figura 46, o delimitador de EOF 102 é modificado pela diminuição do campo RSVD 146 para acomodar um novo campo de comprimento (FLEN) 842. O campo FLEN 842 indica o comprimento projetado do segundo quadro 806 para ajudar a melhorar o desempenho da estação (nó) oculta. A estação A teria uma estimativa razoável para FLEN com base na informação de conexão recebida da estação I. Assim, referindo-se brevemente à Figura 40 em conjunto com a Figura 46, o delimitador de EOF1 poderia ser formatado para incluir o campo FLEN 832 e o campo FLEN 832 seria ajustado com o valor do comprimento do segundo quadro 806 (ou, usando a anotação taquigráfica da Figura 40, FLEN=Len F2). O procedimento de recuo normal é executado pela estação A no caso onde a estação A não recebe (ou deduz) um ACK depois do primeiro quadro 802 e/ou do segundo quadro 806. Uma tentativa de acesso particular é completada precocemente quando um NACK, FAIL ou nenhuma resposta é recebido (isto é, ACK não é recebido ou deduzido) depois do primeiro quadro.

Recursos de estação intermediária (isto é, uma memória intermediária de recepção) devem estar disponíveis para uma estação receber qualquer quadro que possa ser planejado para ela. No caso de uma estação intermediária agindo como uma retransmissão, nenhuma memória intermediária adicional de recepção é necessária desde que a memória intermediária de recepção é imediatamente desocupada (quadro retransmitido) e fica disponível antes que qualquer outro tráfego possa chegar na estação (desde que o meio físico estará ocupado pela duração do quadro para e da estação intermediária). Se o quadro a ser retransmitido não pode ser retransmitido imediatamente, ele será abaixado. Um quadro pode não ser capaz de ser transmitido imediatamente (e é portanto baixado) se o quadro de envio é interrompido por uma prioridade superior ou se o quadro é muito longo para se ajustar em um único segmento por causa do comprimento do quadro e mapa de canal corrente. No último caso, a estação retoma um FAIL para a estação de origem. Os bits reservados em FAIL podem ser usados para um campo REASON para retomar um código de razão de falha (isto é, indicar que o quadro é muito longo para enviar) se existe mais do que uma razão para retomar um FAIL.

Outras Modalidades É para ser entendido que embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com a sua descrição detalhada, a descrição precedente é planejada para ilustrar e não limitar o escopo da invenção, que é definido pelo escopo das reivindicações anexas. Outras modalidades estão dentro do escopo das reivindicações seguintes.

Claims

1. Método de disputa de acesso por uma estação tendo um quadro (80) a ser transmitido em uma rede (11) de estações (12a, 12b, ..., 12k) , caracterizado pelo fato de que compreende: detectar informação de controle da disputa (130, 92) para um período de disputa (209); e determinar a partir da informação de controle da disputa (130, 92) se permite-se que a estação dispute o acesso para um meio físico de transmissão (14) no qual as estações estão conectadas durante o período de disputa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar compreende: determinar se a informação de controle da disputa (130, 92) indica um acesso livre de disputa e se a informação de controle da disputa (130, 92) indica um estado livre de disputa, determinar se um nível de prioridade de acesso ao canal (144) associado com o quadro a ser transmitido é superior ao nível de prioridade de acesso ao canal (144) associado com um último quadro transmitido.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: se a informação de controle de disputa indica um estado livre de disputa e o nível de prioridade de acesso ao canal (144) associado com o quadro a ser transmitido é determinado como sendo superior ao nível de prioridade de acesso ao canal do último quadro transmitido, ou a informação de controle da disputa não indica um estado livre de disputa, detectar se qualquer estação na rede (10) de estações (12a, 12b, ..., 12k) planeja disputar o acesso ao meio fisico de transmissão (14) em um nível de prioridade de acesso ao canal (144) que é superior ao nível de prioridade de acesso ao canal associado com o quadro a ser transmitido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: submeter-se à disputa pelo acesso ao meio de transmissão (14) para qualquer estação planejando disputar o acesso no nível de prioridade de acesso ao canal (144) mais alto.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: disputar o acesso ao meio físico de transmissão (14) durante um próximo período de disputa caso nenhum nível de prioridade de acesso ao canal (144) mais alto seja detectado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: sinalizar uma intenção para disputar o nível de prioridade de acesso ao canal (144) associado para outras estações antes do período de disputa.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que disputar compreende: estabelecer um período de retardo correspondendo a um tempo de recuo aleatório (292); e monitorar o meio de transmissão (14) com relação à atividade pela duração do período de retardo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: transmitir o quadro (80) caso atividade não seja detectada durante o monitoramento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que detectar se qualquer estação na rede (10) de estações (12a, 12b, . .., 12k) planeja disputar o acesso ao meio fisico de transmissão (14) em um nivel de prioridade de acesso ao canal que é superior ao nivel de prioridade de acesso do canal (144) associado com o quadro a ser transmitido ocorre em um período de resolução de prioridade (284) imediatamente antes do período de disputa (290) e no qual detectar se qualquer estação na rede (10) de estações (12a, 12b, ..., 12k) planeja disputar o acesso para o meio físico de transmissão (14) em um nível de prioridade de acesso de canal (144) que é superior ao nível de prioridade de acesso de canal (144) associado com o quadro a ser transmitido compreende: detectar sinalização de pelo menos uma outra estação durante o período de resolução de prioridade (284), a sinalização detectada indicando um nível de prioridade de acesso ao canal (144) de um quadro a ser transmitido pelo menos por pelo menos uma outra estação.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o período de resolução de prioridade (284) inclui n espaços de resolução de prioridade (286, 288) e suporta 2n níveis de prioridade de acesso ao canal (144).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que n=2 e cada nível de prioridade de acesso ao canal (144) é representado como um valor binário de dois bits.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os dois espaços de resolução de prioridade (286, 288) incluem um primeiro espaço de resolução de prioridade (286) correspondendo a um primeiro bit no valor binário de dois bits e um segundo espaço de resolução de prioridade (288) correspondendo a um segundo bit no valor binário de dois bits e no qual um binário no valor binário de dois bits é recebido na sinalização detectada em um correspondente dos dois espaços de resolução de prioridade.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: sinalizar nos dois espaços de resolução de prioridade (286, 288) o nivel de prioridade de acesso ao canal (144) associado com o quadro (80) a ser transmitido.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que sinalizar compreende: sinalizar no primeiro espaço de resolução de prioridade (286) quando o nivel de prioridade de acesso ao canal (144) associado exige que o primeiro bit no valor binário de dois bits seja um um; e sinalizar no segundo espaço de resolução de prioridade (288) quando o nivel de prioridade de acesso ao canal (144) associado exige que o segundo bit no valor binário de dois bits seja um na eventualidade em que o primeiro bit é um um ou sinalizar que nenhuma outra estação foi detectada no primeiro espaço de resolução de prioridade (286) .

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: manter um registrador de percepção de portadora virtual para projetar quando o período de resolução de prioridade (284) começa em relação ao último quadro transmitido .

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o último quadro transmitido inclui informação de controle do quadro (98), e no qual manter compreende: usar a informação de controle do quadro (98) para fornecer um valor para o registrador de percepção da portadora virtual.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: usar uma percepção de portadora física para determinar quando o período de resolução de prioridade (284) começa em relação ao último quadro transmitido.

18. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a informação de controle de disputa e o nível de prioridade de acesso ao canal (144) são observáveis substancialmente por todas as estações (12a, 12b, ..., 12k).

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de controle da disputa é um indicador que, quando fixado, indica estado livre de disputa.

20. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio físico de transmissão (14) é uma linha de energia.

21. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que sinalizar compreende transmitir símbolos OFDM e no qual detectar a sinalização compreende detectar símbolos OFDM transmitidos, os símbolos OFDM sendo observáveis substancialmente por todas as estações (12a, 12b, ..., 12k) por causa das características de desempenho da difusão de retardo associadas com os símbolos de OFDM.

22. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o período de resolução de prioridade (284) segue um período de inatividade do meio físico de transmissão (14).

23. Unidade de controle de acesso a meios físicos em cada estação para controlar acesso a um meio físico de transmissão em uma rede de estações interconectadas pelo meio físico de transmissão, a unidade de controle de acesso a meios físicos caracterizada pelo fato de que compreende: uma unidade para detectar informação de controle de disputa (130, 92) para um período de disputa; e uma unidade para determinar a partir da informação de controle de disputa (130, 92) se é permitido que a estação dispute o acesso durante o período de disputa.