CN101208895A - 块确认请求设备、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文一般描述了块确认请求设备、系统和方法的实施例。还描述了其他实施例并对它们要求权利。以帧汇聚模式工作的始发方向接收器发送多帧数据块。该数据块可以对应于每个帧包含一个报头。该报头可以具有设置为指示块确认请求的指示符。当接收到多帧块且每个帧的报头指示块确认请求时，接收器可以对整个帧块用块确认来响应，而不在多帧块之后等待始发方发送单个块确认请求。

Description

块确认请求设备、系统和方法
技术领域
本发明的主题涉及通信系统，更具体来说涉及通信系统中数据的无线传输和接收。
背景技术
在现代通信系统中，数据通常以分组形式从一个通信节点经网络发送到另一个通信节点。这些分组通常包括一个或多个报头和作为有用数据被通信节点来发送、接收和使用的有效负载，媒体访问控制(MAC)协议中的这种数据传输可能以相对较慢的传输速率进行。
在传送和接收操作期间，进行握手以确认所传送的数据被正确地接收。在传送节点发送数据块之后通常请求确认。如果发生错误，则向该传送节点返回错误确认，然后重传数据。
常常必须重复发出确认请求。确认请求可以在后续的物理层协议中重复发出，由此进一步降低整体传输速率。
附图说明
图1是根据本发明多种实施例的通信系统的框图。
图2是描述用于实现块确认请求的多种实施例的媒体访问控制协议报头的格式。
图3是描述本发明多种实施例的媒体访问控制协议报头的指示符的表格式。
图4是根据本发明多种实施例的多帧数据块的格式。
图5是根据本发明多种实施例用于块确认控制的多种传输方法的流程图。
图6是根据本发明多种实施例用于块确认控制的多种接收方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明多种实施例的通信系统100的框图。通信系统100具有无线发射器10。无线发射器10耦合到模数/数模转换器(ADC)和发射器/接收器(Tx/Rx)11。ADC和Tx/Rx11在无线发射器10的发射方向上将信号从数字信号转换成模拟信号，而在无线发射器10的接收方向上将信号从模拟信号转换成数字信号。无线发射器10还耦合到处理器13。处理器13控制发射器10的操作。
ADC和Tx/Rx11耦合到天线12。天线12可以是定向天线或全向天线，包括例如但不限于，偶极天线、单极天线、贴片天线、回路天线、微带天线或适用于发射和/或接收数据信号的多种其他类型的天线。在一些实施例中，无线发射器可以具有多个天线。
通信系统100还具有无线接收器20。无线接收器20耦合到模数/数模转换器(ADC)和发射器/接收器(Tx/Rx)21。ADC和Tx/Rx21在无线接收器20的发射方向上将信号从数字信号转换成模拟信号，而在无线接收器20的接收方向上将信号从模拟信号转换成数字信号。无线接收器20还耦合到处理器23。处理器23控制接收器20的操作。
ADC和Tx/Rx21耦合到天线22。天线22可以是定向天线或全向天线，包括例如但不限于，偶极天线、单极天线、贴片天线、回路天线、微带天线或适用于发射和/或接收数据信号的多种其他类型的天线。在一些实施例中，无线接收器20可以具有多个天线。
无线网络30将发射器10耦合到接收器20用于进行数据的传送。发射器10和接收器20的角色可以对换，因为发射器10可以接收数据而接收器20可以发射数据。在一个实施例中无线网络30可以仅是无线网络，或在其他实施例中无线网络30可以是无线网络和有线网络的任何组合。在其他实施例中，无线网络30可以包括无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)和/或无线城域网(WMAN)。
图1的通信系统100可以是其中适用电气和电子工程协会(IEEE)标准在1998年发布的标准802.11及其后续修订的通信系统。IEEE802.11标准目前提供用于媒体访问控制(MAC)报头和服务的定义。在2003年，创建了IEEE802.11任务组n(TGn)。TGn的目标是要定义对物理层(PHY)和MAC层的修改以用于送交至少每秒100兆位的吞吐量。IEEE802.11n标准目前正在提议阶段。一些提议已存在。802.11n标准的另一个目标是与标准802.11 a/b/g向下兼容。
诸如草案IEEE802.11e标准的先前标准提出发射器与接收器之间的握手安排。在此安排中，发送数据帧的块，但是将每个个体数据帧作为单独的传输来发送。每个数据帧具有它的设为“1，1，”的确认(ack)策略，“1，1，”指示块确认(BA)。接下来，始发方发送单独的块确认请求(BAR)帧来征求(solicit)BA响应。然后由接收方以(BA)帧响应。
发射器还可以选择征求对个体数据帧的常规确认。这通过将对个体数据帧的ack策略设为“0，0”(这将促使接收方以常规ack(确认)帧响应)来实现。
利用对IEEE标准802.11n所预期的高数据速率，存在提高此交换的效率的机会。一个关键增强是将多个数据帧汇集成一次传输。当这样做时，可以修改所描述的常规确认机制来进一步提高效率。
在本发明的实施例中，无线发射器可以执行非汇聚传输或汇聚传输。在汇聚传输中，无线发射器10将一个或多个数据帧汇聚成块，然后将块作为一次传输来发送。利用传输特性来隐含地通知汇聚传输或者利用位于传输的头部的信令字段来通知汇聚传输。
如果需要对汇聚的数据的块确认，则无线发射器10将汇聚传输中的每个数据帧中的ack策略设为“0，0”(常规ack策略)。
如果无线发射器10选择使用常规BAR帧(或在相同传输中或在后续传输中)征求块确认，则汇聚传输中的每个数据帧将具有设为“1，1”(块ack策略)的ack策略设置或标志。
因此常规ack策略的使用具有新的含义：当在非汇聚传输中的数据帧中使用时，常规ACK策略从接收方征求ACK帧。当在汇聚传输中的一个或多个数据帧中设置它时，常规ACK策略从接收方征求BA帧。
汇聚传输从发射器10经由ADC和Tx/Rx11、天线12、无线网络30、天线22和ADC和Tx/Rx21发送到无线接收器20。
无线接收器20接收汇聚传输，将其识别为汇聚传输，并分析它以提取各个数据帧。由于传输错误，可能接收不到这些数据帧中的一个或多个数据帧。如果成功接收到的数据帧中的一个或多个数据帧的ACK策略设为“0，0”(常规确认)，则接收器20向发射器10发送BA。否则，遵循目前IEEE802.11标准中定义的常规确认策略。
因此，使用构成汇聚传输的数据帧的报头中的字段来请求BA，而非由发射器10传送单独的BAR帧。仍可以根据需要使用BAR以在发射器10废弃数据帧时进行序列号同步和刷新记录缓冲器。使用每个数据帧(构成汇聚传输)的报头中的字段来征求BA可以提高相对于发送单独的BAR帧的可靠性，尤其是在BAR帧与数据一起汇聚在相同的传输中的情况，因为在每个数据帧中重复执行征求。取消BAR还可以消除未接收到BA响应时的多义性。如果未接收到任何数据帧或始发方未检测到响应传输，则不会接收到BA响应。因为后者始发方未检测到响应传输的可能性非常小(信号检测远比解调鲁棒)，所以需要立即执行完整重传，而不是重发BAR、接收BA，然后再重传完整汇聚的块。
当发射器10接收到BA时，正确接收的帧的标识包含在BA中。如果发生任何错误，则发射器10仅重传该块中未被确认的块的帧。如果发射器未接收到块确认，则该多帧块的所有帧都需要重传。
图2是描述用于实现BAR的多种实施例的媒体访问控制协议报头201的格式。媒体访问控制(MAC)报头201与帧体205联接。在实施例中，帧体205可以包含从0到数千八位字节的数据。一个八位字节是8位或一个字节。
在服务质量(QoS)控制字段203中通知BA征求。例如，QoS控制字段203可以为2个八位字节长。下文将解释BA征求的特定设置。
图3是描述本发明多种实施例的媒体访问控制协议报头的QoS控制字段的ack策略字段的表格式300。ACK(确认)策略字段203(参见图2)的位301和302指示发射器10(图1)与接收器20之间的确认或其他握手的策略。位301和302称为块确认模式的位5和6。
位5和6对应于值：指示未请求任何BA的0，1；指示未请求显式BA的1，0；以及指示在每个块之后请求BA的1，1。
当如图3所示位301的值303和位302的值304分别为0，0时，对于此配置可能有两种含义。如果在非汇聚传输中接收到该帧，则第一种含义是返回BA。
握手策略的第二种含义305指示如果接收到汇聚传输，则将在该汇聚传输之后立即向始发方返回BA。
所以对于本发明的多种实施例，第二种含义305控制汇聚多帧传输中的握手策略。因此，对于多个数据帧的完整传输仅发送一个BA。此BA是响应每个数据帧的报头201(例如图2中QoS控制字段203中的报头)中通知的BA征求而发送的。无需在帧块传输之后发送单独的BAR。这可以提高传输效率。
图4是根据本发明多种实施例的多帧数据块的格式。多帧数据块400可以具有一般如401、402和403所示的N个数据。虽然图4描述三个数据帧，但是多帧数据块400可以包含更多或更少的数据帧。
在一个实施例中，将每个数据帧的MAC报头的位5和6设为0，0。因此，当接收器接收到N个数据帧401-403时，对于整个多帧数据块400仅向始发方返回一个BA。因此相对于在每个数据帧之后向始发方返回BA，通过取消除最后一个以外的所有BA消息和BAR可以实现相当大的节省。此外，始发方无需在多帧数据块400的传输之后发送单独的BAR，这可以潜在地提高传输效率。
图5是根据本发明多种实施例用于块确认控制的多种传输方法500的流程图。传送行为流程可以开始于框501。框501包括等待一个或多个数据帧准备就绪由发射器10传送。将多个帧汇聚在单个多帧数据块中用于传输。图4中示出此数据块400。
在框503中，确定该数据传输是否需要块确认请求(BAR)。如果需要传统的BAR(例如用于序列号同步)，则框503经“是”路径将控制转移到框505。在框505中，在每个数据帧中将ACK策略的位5、6(301、302)设为1，1，并将BAR追加到数据帧用于传输。控制转移到框509。
在本发明的多种实施例中，不需要BAR，框503经由“否”路径将控制转移到框507。在每个数据帧中将ACK策略的位5、6(301、302)设为0，0。然后控制转移到框509。
框509将多个数据帧作为在每个MAC报头中具有相应的确认策略的单个汇聚数据块来发送。然后框511等待接收BA。如果未接收到BA，则框511经“否”路径将控制转移到框513。框513将所有数据帧重传到接收器。然后该方法结束。
如果作为通常的情况接收到BA，则框511经“是”路径将控制转移到框515。框515就可以重传BA指示接收到的含错误的任何数据帧，同时避免重传任何正确接收到的数据帧。然后该方法结束。
图6是根据本发明多种实施例600用于块确认控制的多种接收方法的流程图。接收行为流程可以开始于框602。框602确定接收器(例如接收器20)是否从发射器(例如发射器10)接收到具有数据的汇聚帧的数据帧传输。如果未接收到，则框602经“否”路径将控制转移到框606。框606以适合的非汇聚的常规方式处理数据接收和确认。然后该方法结束。
如果接收器20接收到汇聚传输，则框602经“是”路径将控制转移到框604。框604然后确定是否接收到其ACK策略位5和6被设为0，0的数据帧。如果未接收到，则框604经“否”路径将控制转移到框606。框606以适合的非汇聚的常规方式处理数据接收。然后该方法结束。
如果ACK策略位被设为0，0，则框604经“是”路径将控制转移到框608。框608准备单个块确认BA用于传送到发射器10。BA可以标识接收器20无误地接收到哪些数据帧。然后，将BA传送到发射器10。然后该方法结束。
应该注意，本文描述的这些方法不一定按所描述的次序或按任何特定的次序来执行。而且，本文标识的参考这些方法描述的多种活动能以串行或并行方式执行。应理解虽然示出了“开始”和“结束”框，但是这些方法可以继续地执行。
提供说明书摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)的规定，它要求说明书摘要可令读者确知技术公开的特性。应理解，提交的说明书摘要不用于解释或限定权利要求的范围或含义。
在前文的具体实施方式中，出于使本公开描述流畅的目的，偶尔将多种特征归组在一个实施例中。此公开的方法不应解释为本发明主题中要求权利的实施例需要比每项权利要求中明确引述的特征更多的特征。相反，正如所附权利要求反映的，本发明主题基于比单个公开的实施例的所有特征少的特征来实现。因此，所附权利要求由此与具体实施方式结合，其中每项权利要求作为单独的优选实施例来支持自己。个别权利要求可能涵盖本发明主题的多个实施例。
虽然图示了本发明的一些实施例并详细描述了其实施方式，但是本领域技术人员将容易地显见到在不背离这些实施例的精神或所附权利要求的范围的前提下可以在其中进行多种修改。

Claims (27)

1.一种方法，包括：
由无线网络中的接收器接收含有媒体访问控制报头的数据块；
通过所述媒体访问控制报头中的标志征求块确认；以及
响应所述征求，由所述接收器向始发方发送所述块确认。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：由发射器传送含有所述媒体访问控制报头的数据块。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：响应接收到所述数据块，由所述接收器发送标识未正确接收到的任何帧的块确认。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收包括在一次传输中接收所述数据块中的一个或多个帧，每个帧包含所述媒体访问控制报头。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，征求所述块确认包括征求对应于所述一个或多个帧的一个或多个媒体访问控制报头的每一个媒体访问控制报头中的控制字段中的块确认。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：由所述接收器确定是否接收到所述一次传输。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：如果在一次传输中接收到所述数据块，则确定所述一个或多个媒体访问控制报头的标志是否设为征求块确认。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：如果对于正确接收到的一个或多个媒体访问控制报头的任何报头设置了征求块确认的标志，则由所述接收器向所述始发方发送所述块确认。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：如果对于正确接收到的一个或多个媒体访问控制报头的任何报头未设置征求块确认的标志，则禁止所述接收器发送所述块确认。
10.一种提供指令的机器可读媒体，当所述指令被一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行如下操作：
由接收器经由至少一个无线网络从始发方接收包含多个数据帧的一次传输；以及
响应接收到所述多个数据帧以及响应所述多个数据帧的至少一个数据帧的报头中对块确认的征求，由所述接收器向所述始发方发送块确认。
11.如权利要求10所述的机器可读媒体，其特征在于，还包括：在多个帧的每一个帧的控制字段中设置标志以征求所述块确认。
12.如权利要求11所述的机器可读媒体，其特征在于，当所述指令被执行时使所述一个或多个处理器执行操作来由所述接收器确定是否接收到所述多个数据帧。
13.如权利要求12所述的机器可读媒体，其特征在于，当所述指令被执行时使所述一个或多个处理器在所述多个数据帧被接收到的情况下确定是否设置了征求块确认的标志。
14.如权利要求13所述的机器可读媒体，其特征在于，当所述指令被执行时使所述一个或多个处理器在所述标志被设为征求块确认的情况下发送对所接收到的数据帧的单个块确认。
15.一种系统，包括：
媒体访问控制报头中的字段，所述字段被设为征求块确认；
全向天线，所述全向天线在一次传输中接收包含一个或多个帧的数据块，每个帧含有媒体访问控制报头；以及
耦合到所述全向天线的接收器，所述接收器响应接收到多帧数据块而生成块确认，在所述多帧数据块的数据帧中的一个或多个数据帧具有设为征求块确认的字段。
16.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述全向天线包括多个天线。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括处理器，所述处理器确定所述媒体访问控制报头中的字段是否征求块确认。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，当设置了征求块确认的字段时，程序使所述接收器能够向耦合到所述全向天线的发射器传送块确认。
19.如权利要求15所述的系统，其特征在于，还包括耦合到所述接收器和发射器的无线局域网。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述发射器和所述接收器包括根据电气和电子工程协会标准部分802.11e和/或802.11n工作的无线局域网的一部分。
21.一种设备，包括：
无线接收器，所述无线接收器用于接收多个数据帧，每个数据帧包含具有征求块确认的标志的报头；
耦合到所述接收器的处理器，所述处理器用于在程序的控制下操作所述接收器；以及
所述接收器响应接收到所述多个数据帧以及征求所述块确认的标志来生成块确认。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述多个数据帧被汇聚在一次传输中。
23.如权利要求21所述的设备，其特征在于，在所述多个数据块的每个数据块的媒体访问控制报头的控制字段中设置所述标志。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于，所述程序操作所述接收器检测所述多个数据块的每一个数据块中设置的所述标志。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，当未在所述多个数据帧的任何数据帧中设置所述标志时，所述程序操作所述接收器禁止生成块确认。
26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，当在所述一次传输中所述多个数据帧的任何数据帧中设置所述标志时，所述程序操作所述接收器生成单个块确认。
27.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收器耦合到无线网络。
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