CN100387005C - 对高等待时间无线媒体访问控制协议的数据链路层扩充 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种使用媒体访问协议在通信网络中的多个站之间进行通信的方法，其中向获得对介质的成功预约的诸站授予介质访问权利，并且由位于所述预约中的所述协议执行数据发送验证，其中从一个站向所述网络中的一个接收站发送用于预约所述介质的关于所述通信介质的请求消息。接收站向接收预约确认消息的发送站返回该消息，发送站通过向接收站发送排序的数据帧序列响应预约确认消息。在发送了排序的数据帧序列之后，发送站向接收站发送一个发送结束消息，该接收站通过返回一个发送结束确认来响应，该确认标识以其原始顺序接收的帧的数目。如果该数目不正确，则通过发送站重新发送丢失的数据进行剩余操作。还提供了地址冲突解决方案。本发明具有处理单播和组播发送的实施例。

Description

对高等待时间无线媒体访问控制协议的数据链路层扩充

本发明涉及无线通信和媒体访问控制(MAC)协议领域，本发明对其的扩充和方法用于改善通信环境中的性能。

在典型的具有多个站的无线通信网络环境中，每个设备(网络站)可以被认为具有MAC层和链路层，并要求使用MAC和链路层协议。链路层用于提供地址发现、地址冲突解决、连接设置、信息数据交换和断开服务。在一些网络中，由于需要设置这种系统开销以访问媒体，因此通常要更多地考虑高的等待时间。在典型的网络环境中链路层协议将用于确保端到端数据传输。为了实现这个目的典型的链路层将包括一个轮询处理，通过该处理在源和目的设备之间周期性地交换控制帧以对发送数据帧的接收进行确认。在具有高的等待时间的网络中，通过使用该种类型的轮询处理所产生的系统开销可能是非常昂贵的(用吞吐量来测量)。当考虑到网络中所有设备的总计消耗时，对于整个网络的累积系统开销将更加昂贵。在无线网络中，可以通过检测一个站接入信道所花费的时间来检测等待时间。

在无线环境中，误比特率取决于在任何特定的站所接收的信号质量和在接收机处的信噪比(SNR)。通常，SNR取决于接收机与发射机之间的距离、发射功率及环境本身(例如开放空间、地理空间的特征和在环境中使用的材料)。假设一个固定的发射功率和给定的环境，在任何接收机处的SNR取决于离开发射机的距离及干扰级(例如是用功率测量的)。这种干扰可以是由环境产生的(例如红外发射的光源)或是由其它终端所发射的信号产生的。通常，根据干扰特性，可以使用调制、编码或信号处理技术来改善接收机处的SNR(参见J.Poakis和M.Salehi，“通信系统工程”，Prentice Hall，1994)。对于红外无线介质，F.Gfeller，W.Hirt，M.de Lange，和Beat Weiss在“WirelessInfrared Transmission：How To Reach All Office Space”，Proceedingsof IEEE VTC，Atlanta，April 1996中提出了基于重复编码的处理。在该处理中，每个符号被在无线信道中发射n次(以后称为重复编码)，我们称n为重复率(R)。接收机依次接收n个符号，并进行解码判定。现在，当我们增加n时，正确地接收符号的可能性增加，并且对于在任何接收机处的给定的误比特率(BER)或信噪比(SNR)，将能够发现n在这种方式下使接收的正确符号的可能性高于预定水平。结果在某个接收机处接收具有预定的正确可能性的符号时所要求的重复率取决于接收机处的干扰级别及其离发射机的距离。因此，由于SNR取决于地理位置和干扰，对于所有位于无线网络中的连接来说为了在接收机处达到某个BER所需要的重复率是不固定的。

在无线CSMA/CA网络中的分布式MAC协议通常受非对称或隐藏的节点所困绕。一个常用的来解决这个问题的处理是RTS/CTS类型的MAC协议。现在来考虑使用任何分布式或同等的协议来访问共享介质的问题(参见M.Schwartz，“Telecommunications Networks；Protocols，Modelling and Analysis”，1987)。通常，如果任何使用所选择的媒体访问协议控制的无线终端需要发送用于协调对介质的访问的信号，这种信号需要被使用该介质的所有终端听到。我们将任何载有对MAC协议、媒体协调或预约来说重要的信息的信号称为预约或控制符号(控制信号可以从分布式MAC中的任何无线终端并且由协调MAC中的中央协调来发送)。在每个帧中的所有预约符号集合传送用于遵守MAC协议规定和标准的预约信息。还有其它类型的信号或符号被我们称之为用于从一个发射机向一个具体的接收机或一组接收机传输例如较高层协议数据单元的信息或数据符号(在多播情况下)。这些符号不具有预约或控制意义，因而不需要被所有使用共享无线介质的符号听到。现在，如果预约或控制符号没有被使用共享介质的所有终端听到，则MAC协议规则将不能正确地被所有站所遵守，并且没有接收到预约信号的任何站可能在未被允许的情况下试图访问介质。结果发生冲突的概率将会很高并且根据MAC协议，网络吞吐量可能下降。即，预约的可靠性取决于所有访问共享介质的站接收到一个预约符号的概率，并且媒体吞吐量取决于预约可靠性。这里在设计MAC协议时的一个重要的问题是对重复率R的选择。设C(I，J)是从站I向站J的传输率，在J站的接收符号错误概率小于预定水平。对于每个符号仅被发送一次，且R＝1的给定的最大传输率Cmax，Cmax/C(I，J)定义了终端I用于向J发送符号的重复率R(I，J)。关于重复率R(I，J)的选择，可以选择以最大的重复编码率来发送所有符号，从而所有访问共享介质的站都可以听到所有的发送(预约和数据)。但这将导致最低的可达到的吞吐量。

根据本发明的优选实施例所描述的方法提供了一个处理，其中在控制(或预约)帧和/或数据帧中的所有符号都以重复率Rmax进行发送，其中该重复率足够地大以使在干扰范围内的所有站可以以很高的概率正确地将符号译码。考虑由V.Bhargavan，A.Demers，S.Shenkerand L.Zhang，在“MACAW：A Media Access Protocol for WirelessLANs”，Proceeding of SIGCOMM 94，London，England，August 1994中所描述的基于请求发送(RTS)和清除发送(CTS)的随机访问协议。在上述所讨论的使用重复编码的多速率通信中，要以重复编码率Rmax发送RTS和CTS包，使得所有共享无线介质的终端以预定的高概率接收所述控制包或帧。这种情况下的问题是，首先高的重复编码RTS或CTS包将增加其发送时间及MAC协议的冲突窗口，并减少吞吐量。另外，当通过进行脉冲串预约预约信道一段扩展时间时，需要其他没有参与预约的终端了解该信道帧在使用，并暂停任何发送。注意即使以Rmax进行预约时，一些站也可能丢失预约交换。另来为了解决该问题，需要以Rmax发送所有信息，但是这将导致极低的吞吐量。

该问题的一个解决方案(在F.Gfeller，P.Hortensius，M.Naghshineh，C.Olsen，P.Kermani，P.Kam，D.Mckay，“Media AccessControl Protocols in a Wireless Communication Network SupportingMultiple Transmission Rates”，US专利No.5818826，1996年6月17日递交)是使控制帧的主体的重复率R小于或等于Rmax。即以一定的重复率发送控制帧主体，从而其目的地可以以高概率接收和译码主体。通常以Rmax对标题进行重复编码，从而在发射机的干扰范围内的所有站可以以高概率接收和译码该标题。该处理用于在发送预约控制帧(例如RTS/CTS)时增加吞吐量和减少冲突窗口，这是由于如果以重复编码率Rmax发送MAC主体，将有可能花费更长的发射时间及更大的冲突窗口。载有任何预约具体信息的帧的所有标题域以Rmax进行重复编码，并且在帧标题中。除了物理层所要求的任何前序部分(或其他任何域)外在标题中使用下述域。我们假设源和目的地址在帧主体中，并以重复率R进行发送。这些域是：

1预约标识(RID)--该域标识与一个进行中的预约尝试或数据交换相关的ID。由于RID位于强健的标题中，因此它可以以高的概率被发送站可以影响的所有站所听到。在每个预约以静态或随机方式定义RID。那是一个开始预约的站，它可以具有为每个目的站所唯一定义的预定的RID，或者它可以为每个预约尝试和数据交换的整个持续期间选择随机RID。RID的另一个可选的应用是为一组站定义它。在该种情况下，具有相同的RID的所有站将具有共用的重复率R，它使得所有站接收和译码发送给组中的任何成员的信息。已分配给与分配给那个站的组(或多个组)不同的组的RID接收数据或控制帧的任何站将忽视该发送。也就是说，任何站试图锁定由属于其自己的组(或多个组)的站在物理层所发送的信号。

2帧类型--该域定义了帧的类型。首先定义了帧是数据帧或控制帧。第二，定义了在每个定义的类型中的帧的子类型。对于数据帧定义了下述的类型：(1)预约数据帧，它们是使用预约交换发送的帧，(2)未预约数据帧，它们是未经过全面预约交换发送的帧。对于控制帧，至少定义了下述帧类型：请求发送(RTS)，清除发送(CTS)，脉冲串结束(EOB)，脉冲串结束确认(EOBC)，及确认(ACK)帧。

3预约时间--该域定义了介质被预约的时间总量。该域在RTS及CTS控制帧中均载有。当应用在数据帧中时，描述了用字节表示的数据有效载荷大小。这也称之为块长度(BL)。

4重复率RR定义了请求站需要使用来发送其数据的最优的数据速率。最后RR^＊域定义了目标站推荐的发送数据的速率。

图1是预约处理的示意图，它说明在请求站和目标站之间的协议流程图以设置和终止一个预约。

图2是为本发明所生成的新帧的示意图，该图描述在所发明的新MAC帧的标题和主体中所使用的域。

图3是仅在两个站之间的排序数据传输情况的示意图。它示出在请求者和目标站之间所交换的预约处理和排序信息交换。

图4是组播数据传输的示意图，它示出在请求者和多个目标站之间交换的排序数据。

如图1所示，协议方法基于请求发送(RTS)和清除发送(CTS)帧交换来在开始每个数据发送之前预约介质。在这种处理中，站(A)将向站(B)发送一个RTS。如果站(B)接收到一个RTS帧，则它将向站(A)回复一个CTS。该交换将通知所有其它站在某个限定的时间段预约了介质，并且现在将交换数据。所有得知该交换的其它站被希望保持安静，直到下一个媒体争用周期。预约时间周期被称为预约时间(RT)。通过两个参加的站之间的帧交换握手联络方式来宣告预约周期的结束。站(A)将向站(B)发送一个脉冲串结束(EOB)请求，并且站(B)将回复一个脉冲串结束确认(EOBC)。一个单独的站在实际获得一个预约之前可能要参与争用多次。我们将一个站可能等待争用介质的时间称为争用时间。

EP-A-0818905公开一种用于基于RTS/CTS的分布式媒体访问控制协议的通信网络和方法，其中以分层方式进行介质预约，从而为两个参加的站首先预约共享介质。所有其它的站在上述参加者预约的时间期间保持安散。在预约中站的任务是可相互改变的。

EP-A-057022公开了一种用于串行数据网络的确认协议，它用于数据的失序传输，及通过将帧顺序信息整合到发送的数据帧中来确认信息。

US-A-5588009公开一种用于发送寻呼信号和消息的方法和装置。

US-A-4422171公开一种用于通过长传播延迟路径在站之间传输大量数字数据的方法和系统，例如通过卫星，使用以包括标识号的数据帧的固定间隔连续发送，并进行确认，同时需要错误校验和确定是否要重新发送。

根据本发明的框架提供了一种克服在现有技术中遇到的问题并可以获得显著成效(用吞吐量来测量)的组合方案。

本发明的一个方面提供一种使用媒体访问协议在通信网络中的多个站之间进行通信的方法，其中向获得对介质的成功预约的诸站授予介质访问权利，并且由位于所述预约中的所述协议执行数据发送验证。在该方法的一个实施例中，在网络中希望预约介质以与另一个站通信的站将从一个站向网络中的接收站发送用于预约所述介质的关于所述通信介质的请求消息。然后，另一个站，接收站，将发送一个预约确认消息，它被请求预约的站所接收，并且通过向接收站发送数据帧的排序序列(最好是按顺序排序)响应预约确认消息。发送完数据帧的排序序列之后，发送站向接收站发送发送结束消息(脉冲串结束消息)，该接收站通过向发送站发送标识以其原始顺序接收的帧的数目的发送结束确认(脉冲串结束确认)来进行确认。

最好是，通过从发送站标识在序列中所希望的下一个帧，来完成接收站的发送结束确认，其中该确认标识了以其原始顺序所接收的帧的数目。如果所标识的下一个帧不正确，即该帧的序号不比已经发送的序列中最后一个帧的序号大(表明一些数据被丢失或失序)，则显然通信失败，最好发送站(例如由其通信设备)可以响应该错误(例如通过其硬件或软件设计，例如在接收到发送结束确认时进行控制或链路层初始化通信)。

最好是，站将使得向接收侧发送数据帧的排序序列的剩余部分。在一个方法中，通信设施适配成使得启动预约介质的请求以按照已经完成的原始发送方式发送剩余部分。

本发明的另一个方面是提供一种在通信网络中的预先选定的站的组之间通过使用进行通信的介质进行多播通信的方法，其中要求与一个站组进行通信的站发送一个请求消息，该消息用于预约定址于一个目标站的介质，该目标站通过向发送站返回一个清除发送消息来响应，同时该发送站通过向选定的接收站组的成员发送排序的数据帧(载有排序信息例如帧号)。发送站通过向所选定的站组中选定的站发送轮询帧，来轮询预定的站组中选定的站(例如通过分别定址于它们)，其中该发送站要求确认由所选择的站所接收的排序数据帧的数目。这些站通过发送由发送站所接收的序列确认消息来响应。这些步骤重复执行，直到预先选定的站组中所有选定的站均被轮询。然后，发送站向目标站发送脉冲串结束消息来终止媒体预约，该目标站通过发送标识由多少帧已经按照其原始顺序被接收的脉冲串结束确认消息来响应，标识的方法最好是通过在脉冲串结束确认中包括以发送的帧的原始排列顺序所接收的最后一个帧的序号的下一个帧序号。

如果数据发送未成功完成，例如，一些数据帧未被接收，或被按照错误的顺序接收，则对于位于按照原始顺序接收到的帧之后的那些帧重复这些处理。例如如果仅仅是由4个帧组成的序列的前2个帧被按照正确的顺序接收，则后2个帧可以在随后的发送预约中重新发送。

在本发明的另一个方面中，如果在一个预定时间段内未从轮询站接收到确认，则发送站重复对被轮询站的轮询。

本发明的一个方面向无线MAC协议中引入了可能在链路层使用的概率。尽管该方法未明显表现出其功效，然而在大量的实验和开发之后，其优点将更加明显。本发明的概念还将适用于可能具有高的等待时间的其他类型的MAC协议。但是这里将不详细讨论。此处所描述的方法可以通过适用基于分布式MAC协议的典型的RTS/CTS来改善性能(用吞吐量来表示)。一旦预约到媒体，请求站可以自由地发送其数据。下面的应用用于提供进行这种数据交换的更有效的方法。

排序数据传输方式允许MAC发送预约中的MAC级排序数据帧，并从表明帧是否被按照顺序成功接收的目标站中获得及时反馈。这通过使用在图2中所定义的MAC SDATA帧主体的SEQ域来实现。EOBC响应帧载有从目标站得到的顺序。

组播传输方式提供了MAC级可靠多播(组地址)数据传输处理，它可以从组多播的每个成员向MAC用户提供立即目标站反馈。

地址冲突解决除了提供了不需涉及MAC协议(例如链路控制协议)用户就执行MAC层地址冲突解决的机制。MAC将提供使用链接地址和局部MAC地址的局部地址映射。在检测到双重MAC地址时，将使用表中的新MAC地址更新和重新映射局部地址表。冲突解决处理将独立于上一层协议层，并不会使人意识到任何改变。

现在我们将描述使用在背景技术中所描述的具有重复编码的分布式CSMA/CA类型的MAC协议的方法。本发明包括在图2中所详细示出的多个新的帧类型，控制帧，标题和MAC主体域。

发明了三个帧类型来适应MAC协议，即排序数据帧(SDATA)，排序轮询帧(SPOLL)及排序确认(SACK)帧。SDATA帧具有一个新的已经添加到帧的MAC主体上的序列域。SPOLL帧是一个具有包括在MAC主体的远程单播目的地址(DA)域的简单标题。SACK帧是一个具有和包括在MAC主体的SPOLL的(DA)域相同的远程单播源地址(SA)的简单标题。SPOLL用于轮询远程站，以识别当前发送的数据是否被成功地顺序接收。响应POLL，SACK帧提供目标站。

EOBC标题也被修改以增加一个新序列(SEQ)域，来在目标站无误地成功接收到当前顺序发送的数据帧时为了反馈该状态而提供手段。

处理1：排序数据传输方式

本发明的基础是提供为在MAC级别发送的数据帧提供排序特征，从而降低对链路层轮询的依赖性。被成功地顺序接收的帧将被立即向上层的链路层确认，并不需轮询序列。在具有高的等待时间的网络中，这种节省是值得的。即使在不发生高的等待时间的网络中，也仍然能够实现某些性能的提高。在该处理中，如图3所示，站(A)将使用当前被定义RTS/CTS处理争用信道。由于该处理仅应用于位于两个站之间的数据脉冲串，因此来自于(A)的RTS帧的MAC主体的目的域需要是指向特定的目标站(B)的单播地址。从(B)接收到CTS之后，请求站(A)将开始向(B)发送排序数据(SDATA)。发送给(B)的SDATA帧需要使用MAC主体中用于目的地址(DA)的单播地址域。在预约脉冲串中的每个连续的SDATA帧将在MAC主体的SEQ域中提供增加的序号。在发送完最后的SDATA帧之后，(A)将使用一个EOB帧开始终止预约。接收到EOB帧之后(B)将返回(A)一个EOBC以结束终止握手。从(B)返回给(A)的EOBC将包括一个新的SEQ域，它将标识在预约脉冲脉冲串期间成功地以原始顺序接收的帧数。在预约结束时，在两个站的SEQ计数器将被复位。序列计数器能够在任何已知的位置开始，典型的被使用的值包括0或1。如果响应终止预约，站(A)将向站(B)发送4个帧，则目标站将通知请求站下一个希望被顺序发送的帧。如果失序地接收到一个帧，目标站(B)将停止对其序列计数器的增量并告诉请求站(A)从原始序列中从所接收的数据开始失序的地方开始再次进行发送。请求站(A)可以将该信息传递给MAC的链路层用户。如果MAC的用户被通知所有的数据帧被成功接收，则将不需轮询远程站以发现该信息。因此仅在丢失EOBC帧时需要轮询请求。在站(A)可能发生两个结果。如果(A)接收到EOBC帧，则链路层将立即知道哪些帧被丢失了并且可以立即开始错误恢复。如果(A)未接收到EOBC帧，则链路层将不知道哪些帧丢失了，并且知道需要轮询序列。该整个处理将导致链路层开销的可观降低，并且降低站进行媒体争用所花费的时间总量。

排序数据传输方式的伪代码解释：

IF(MEDIUM IS IDLE)

    SEND RTS Frame

    IF(CTS Frame received)

        SetSEQ counter to 0 in 1st SDATA frame

        Send SDATA frame

        LOOP

              Increment SEQ counter

              Send SDATA frame

              Repeat loop until all SDATA frames transmitted

        ENDLOOP

        SEND EOB Frame

        IF(EOBC Frame received)

              Extract the SEQ field from the received EOBC frame

              Inform Link Control number frames successfully received

in sequence

                                Link Control begins error recovery

for lost data if any encountered

        ELSE

              Inform Link Control no transmit confirmation available

              Link Control begins polling  sequence.

    ELSE

        GO Back and RETRY RTS again

ELSE

    WAIT FOR  IDLE MEDIUM

处理2：用SPOLL和SACK帧进行组播

许多网络协议使用组寻址或多播寻址方案的概念。基本的原理是提供多个站共享的唯一地址。当数据被发送给组地址时，所有在组地址倾听的站将接收到数据。在这种类型的定址处理背后的主要动机是允许多个站同时得知单个的发送请求。但是在无线协议方案中通常不确定是否所有的目标站都能得知发送源设备。组播的基本思想是通过确认数据实际上以其原始顺序被成功接收来提供组定址(多播)传输方式。该处理均在MAC级执行的事实提供了在上层协议层使用该处理所不能达到的额外的性能(用吞吐量来测定)优点。除了在发送时是涉及多个接收机外，组播传输方式与排序数据传输方式是相似的。

在该处理中，如图4所示，源站(A)为目标设备(B)争用和预约介质。目的站(B)可以可选地为组的一部分。当预约了媒体时，(A)将使用多播(组)目的地址(DA)发送SDATA帧脉冲串。在该方案中，希望(B)是在倾听的组地址中的一员。现在发送4个排序数据帧，如在当前的处理中所描述的那样，为每个连续的SDATA帧增量SEQ参数。当请求站(A)完成发送SDATA帧序列时，将开始分别轮询每个组员。请求站也可以选择地仅轮询所选择的组的子集。需要定义一个组注册过程来使源站(A)了解所有与特定的组地址相关联的远程站。接着，(A)将轮询组的每个成员。通过(A)向由在MAC主体中的单播(DA)所标识的目的站发送SPOLL帧来完成轮询过程。SPOLL帧所定址的目的站将回复一个SACK帧。将从目的站的SACK帧提供SEQ域，并将识别下一个在该预约脉冲串中将由目的站顺序接收的下一个帧。SACK帧的主体将包括用于响应站的(SA)域，并与在SPOLL帧中所提供的(DA)相同。在请求站(A)中具有超时设定设备，以应付来自于(B)的SACK响应可能丢失并且未在(A)接收到的情形。在该种情况下，(A)可以试图再次发送预约中的SPOLL帧，并重复当前所描述的过程。将定义一个重试限制来控制(A)被允许试图得到对SPOLL的响应的次数。然后将为包括在组中的每个单播(DA)地址重复进行(A)和下一个目的设备之间的SPOLL和SACK交换。当组中所有的目的设备都已经被轮询后，源站(A)将通过使用EOB/EOBC握手终止方式来终止预约。请求站(A)还具有可选的用于轮询目的站(B)以明确地接收SEQ结果的功能，或者它可能依赖于EOBC帧中的SEQ域。假设EOBC中的SEQ域将排除用于建立预约的轮询站的需要。当所有站均被轮询并且预约已经被终止，则MAC将向上一级链路层报告发送的数据的状态。如果所有的站均接收到目的数据，则在链路层不需任何其他的动作。但是，如果检测到数据丢失，则链路层则可以执行其错误恢复处理。在图4所示的例子中，可以看到站(A)和(C)以原始顺序正确地接收了4个帧。但是，站(B)仅正确地接收到头两个帧。当执行链路层恢复时，链路层现在可以使用该信息。

组播数据传输方式的伪代码解释：

IF(MEDIUM IS IDLE)

    SEND RTS Frame

    IF(CTS Frame received)

        Set SEQ counter to 0 in 1st SDATA frame

        Send SDATA frame with Group address

        LOOP

              Increment SEQ counter

              Send SDATA frame with group address

              Repeat loop until all SDATA frames transmitted

        ENDLOOP

        POLL LOOP

              Send Poll frame to remote station using unicast address

              IF(SACK frame received from remote station)

                   Extract the SEQ field from the received SACK frame

        ELSE

                   IF(poll retry limit exceeded)

                        move on to the next station to poll

                   ELSE

                        resend the poll frame

              Repeat POLL LOOP for each member until all SPOLL frames

transmitted

        END POLL LOOP

        SEND EOB Frame

            IF(EOBC Frame received)

                Extract the SEQ field from the received EOBC frame

            ELSE

                Inform Link Control no transmit confirmation available

for target station

                Link Control begins polling sequence for target station.

            Inform Link Control number frames received in sequence by the

group

                            Link Control begins error recovery for lost data

if any encountered

    ELSE

            GO Back and RETRY RTS again

ELSE

    WAIT FOR IDLE MEDIUM

处理3：用局部地址映射来进行地址冲突检测

所有的MAC层协议都使用一些定址处理形式来唯一地识别每个站。典型地，一个链接协议将用于识别地址冲突，并采取措施解决该冲突。该种新发明的优点是与上一层链路控制协议相比MAC将可以更快更容易地检测和解决地址冲突。而且，MAC协议将提供MAC地址的局部映射来将动态处理从上一层协议中隔离开来。这将允许不需由上一层链路控制的参与MAC就可以再分配一个新的MAC地址。

在该处理中，本发明该方面将涉及假设地址冲突解决的概率的MAC协议。源站将倾听所有已接收的使用(SA)域的MAC帧。这些帧的例子包括所有类别的DATA帧和SACK帧。如果检测到一个(SA)具有匹配值并且是无误地接收到该帧(未检测出CRC错误)，则检测并报告冲突。在每个载有一个(SA)的帧被接收时，MAC协议执行该检测。响应检测，MAC将为其自己的MAC地址再分配一个新值，并修改地址映射表。MAC站将也需要通知所有的站它与其新地址进行通信。该处理也可以用于代表网络中其他的站来解决双重地址。这将通过使用地址映射表及链路控制和MAC地址配对来实现。将使用一个接收的与在地址表中所标识的地址不相同的LC地址配对的MAC地址来识别固有站的冲突。

在上述描述中，已经提供了伪代码例子来更深入地理解本发明的实施例，但是对于本领域技术人员来说，根据用于通信网络站的目的和装备，可以使用基于软件，伪代码或硬件实现的其他各种等价的伪代码。

Claims (22)

1.一种使用媒体访问协议在通信网络中的多个站之间进行通信的方法，其中向获得对介质的成功预约的站授予介质访问权利，并且由位于所述预约中的所述协议执行数据发送验证，其特征在于包括：

从一个第一站向所述网络中的一个接收站发送用于预约所述介质的关于所述通信介质的请求消息；

从所述接收站接收一个预约确认消息；

响应所述预约确认消息，向所述接收站发送一个排序的数据帧序列；

在发送完所述排序的数据帧序列，向所述接收站发送一个发送结束消息；

从所述接收站接收一个标识了已经以其原始顺序接收的帧数的发送结束确认。

2.根据权利要求1所述的方法，其中从所述接收站接收的用于标识已经以其原始顺序接收的帧数的发送结束确认标识了在所述序列中下一个所期望的帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中第一站启动所述通信方法，其中如果所接收的按照其原始顺序排列的帧数小于原始发送的帧数，所述第一站适用于响应接收所述发送结束确认。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一站用于使得向所述接收站发送所述排序的数据帧序列的剩余部分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一站适用于启动一个请求，该请求用于预约所述介质以发送所述剩余部分。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一站：

发送媒体预约请求消息到接收站；

从所述接收站接收清除发送消息；

通过向所述接收站发送顺序编号的数据帧序列来响应从所述接收站接收到所述清除发送消息；

在发送完所述数据帧序列之后，向所述接收站发送发送脉冲串结束消息；

从所述接收站接收一个发送脉冲串结束消息确认，该确认标识顺序上位于由所述接收站所接收的以原始顺序接收的那些帧最后一个帧的序号之后的帧序号。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一站用于，如果所接收的所述帧序号不是位于最后一个被原始发送的帧的序号之后的下一个序号，则响应所述脉冲串结束消息确认。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一站用于使得向所述接收站发送所述排序的数据帧序列的剩余部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一站用于启动一个请求，该请求用于预约所述介质以发送所述剩余部分。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于进一步用于在多个站中预先选定的组之间进行多播通信，其中：

所述第一站发送媒体预约请求消息到目标站；

从所述目标站接收清除发送消息；

通过向预先选定的接收站组发送多个顺序编号的数据帧来响应所述清除发送消息；

通过发送轮询帧分别到所述预先选定的接收站组中的所述选定的接收站，轮询所述预先选定的站组中选定的接收站，请求确认由所述选定的接收站所接收的排序数据帧；

从所述选定的接收站接收序列确认消息；

重复所述先前的两个步骤，直到所述被预先选定的接收站组的所有被选定的接收站被轮询；

向所述目标站发送用于终止所述媒体的预约的脉冲串结束消息；

从所述目标站接收一个发送脉冲串结束确认，该确认标识顺序上位于由所述接收站所接收的以原始顺序接收的那些帧最后一个帧的序号之后的帧序号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中第一站启动所述通信方法，其中如果所接收的按照其原始序列排列的帧数小于原始发送的帧数，所述第一站用于响应接收所述发送结束确认。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一站用于使得向所述接收站发送所述排序的数据帧序列的剩余部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一站适用于启动一个请求，该请求用于预约所述介质以发送所述剩余部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一站通过发送各轮询帧分别到所述预先选定的接收站组中的所述选定的接收站的每一个，分别轮询所述预先选定的接收站组中选定的接收站，请求确认由所述选定的接收站所接收的排序数据帧的个数。

15.根据权利要求14所述的方法，如果在预定的时间段内未从轮询的接收站中接收到确认，则所述第一站重复对所述轮询的接收站的轮询。

16.根据权利要求1-15任一项所述的方法，进一步包括地址冲突解决处理，它提供如下步骤来执行媒体访问级地址冲突解决：通过在每个站使用链接地址和局部媒体地址提供局部地址映射，其中在检测到双重媒体访问地址时，使用所述表中的新媒体访问地址将所述局部地址表更新和重新映射。

17.一种使用媒体访问协议在通信网络中的多个站之间进行通信的装置，其中向获得对介质的成功预约的诸站授予介质访问权利，并且由位于所述预约中的所述协议执行数据发送验证，其特征在于包括：

第一站中的向所述网络中的一个接收站发送用于预约所述介质的关于所述通信介质的请求消息的装置；

从所述接收站接收一个预约确认消息的装置；

响应所述预约确认消息，向所述接收站发送一个排序的数据帧序列的装置；

在发送完所述排序的数据帧序列，向所述接收站发送一个发送结束消息的装置；

从所述接收站接收一个标识了已经以其原始顺序接收的帧数的发送结束确认的装置。

18.根据权利要求17所述的装置，其中从所述接收站接收的用于标识已经以其原始顺序接收的帧数的发送结束确认标识了在所述序列中下一个所期望的帧。

19.根据权利要求18所述的装置，其中如果所接收的按照其原始顺序排列的帧数小于原始发送的帧数，所述第一站适用于响应接收所述发送结束确认，并使得向所述接收站发送所述排序的数据帧序列的剩余部分。

20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于进一步用于在所述多个站之间的预先选定的组之间进行多播通信，并包括：

所述第一站的发送媒体预约请求消息到目标站的装置；

从所述目标站接收清除发送消息的装置；

通过向预先选定的接收站组发送多个顺序编号的数据帧来响应所述清除发送消息的装置；

通过发送轮询帧分别到所述预先选定的接收站组中的所述选定的接收站，轮询所述预先选定的站组中选定的接收站，请求确认由所述选定的接收站所接收的排序数据帧的装置；

从所述选定的接收站接收序列确认消息的装置；

向所述目标站发送用于终止所述媒体的预约的脉冲串结束消息的装置；

从所述目标站接收一个发送脉冲串结束确认的装置，该确认标识顺序上位于由所述接收站所接收的以原始顺序接收的那些帧最后一个帧的序号之后的帧序号。

21.根据权利要求20所述的装置，其中如果所接收的按照其原始序列排列的帧数小于原始发送的帧数，所述第一站用于响应接收所述发送结束确认，并使得向所述接收站发送所述排序的数据帧序列的剩余部分。

22.根据权利要求17-21任一项所述的装置，进一步包括用于地址冲突解决处理的装置，所述装置被设置成通过在每个站使用链接地址和局部媒体地址提供局部地址映射，其中在检测到双重媒体访问地址时，使用所述表中的新媒体访问地址将所述局部地址表更新和重新映射，来执行媒体访问级地址冲突解决。

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