CN101459973B - 无线通信设备和无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
无线通信设备包括用来存储MAC帧的主队列;与主队列有关的和被使用来控制MAC帧的重发的多个子队列,每个子队列分别具有对于MAC帧发送的不同的优先权;提取装置,被配置来根据目的地和优先权从主队列中提取MAC帧以及把提取的MAC帧分发到对于每种优先权的所述多个子队列的一个子队列;以及集聚装置,被配置来从所述多个子队列中提取MAC帧以形成MAC超帧。
Description
本申请是申请号为200510071378.1、申请日为2005年5月27日、发明名称为“无线通信设备和无线通信方法”的发明专利申请的分案申请。
相关专利申请的交叉参考
本专利申请是基于并要求2004年5月28日提交的、在先的日本专利申请号2004-160261的优先权权益,该专利申请的全部内容在此引用以供参考。
技术领域
本发明涉及执行媒体接入控制的无线通信设备,更具体地,涉及用于提高服务质量(QoS)的接入控制。
背景技术
MAC(媒体接入控制)是用于使得在共享同一个媒体时进行通信的多个通信设备决定在发送通信数据时如何使用媒体的控制。由于媒体接入控制,即使在两个或多个通信设备同时通过使用同一个媒体发送通信数据时,也很少有机会出现其中接收端的通信设备无法译码通信数据的现象(冲突)。媒体接入控制也是一种用于控制从通信设备到媒体的接入以使得其中不管是否存在具有发送请求的通信设备,媒体也不被任何通信设备使用的现象的出现机会最小化的技术。
此外,还知道几种被设计成改进服务质量(QoS)的接入控制技术。例如,可以获得作为传统的轮询序列的扩展技术的HCCA(HCF控制信道接入),它被用作为保证诸如指定带宽和延时等的参数的QoS技术。在HCCA中,考虑在轮询序列中需要的质量执行调度,以便保证诸如指定带宽和延时等的参数。
日本专利申请KOKAI公开号2002-314546公开一种参照IEEE802.11e标准中的QoS而给无线网站之间的通信指定优先权的方法。
按照IEEE 802.11e的HC包含调度处理器,它控制轮询帧到QSTA的发送和下行链路数据的发送时序。为了满足通过使用从QSTA建立的TS(业务流)所需要的服务质量,调度处理器对于每种优先权发送轮询帧或数据。
如果必须响应于来自HC的内部调度处理器的请求而发送数据到某个QSTA,有可能通过使用目的地和优先权作为密钥把一个帧存储在用于重发的子队列,以及把该帧作为MAC超帧发送。也有可能把被寻址到同一个目的地和具有多种优先权的帧存储到一个子队列,以及把这些帧作为MAC超帧发送。然而,这使得通过使用来自目的地终端的局部确认响应而对于每种优先权执行滑窗控制的过程复杂化。在某些情形下,设备的内部处理能力可能降低。
发明内容
考虑到以上情形作出本发明,本发明的目的是当通过集聚通信帧来增加吞吐量而同时保持通信的服务质量(QoS)时避免处理的复杂性以及简化实施方案。
按照本发明的一个方面的无线通信设备包括用来存储MAC帧的主队列;与主队列有关的和被使用来控制MAC帧的重发的多个子队列,每个子队列分别具有对于MAC帧的发送的不同的优先权;提取装置,被配置来根据目的地和优先权从主队列提取MAC帧以及把提取的MAC帧对于每种优先权分发到所述多个子队列的一个子队列;以及集聚装置,被配置来从所述多个子队列提取MAC帧以形成MAC超帧。
附图说明
图1是显示传统的队列配置的图;
图2是显示HC的设备配置(MAC层)的框图;
图3是显示子队列和多种优先权帧的图;
图4是显示按照本发明的实施例的用于每种优先权的子队列的图;
图5是用于说明MAC超帧的格式的图;
图6是显示其中优先权次序是事先已知的情形的图;
图7是显示其中优先权次序是不确定的情形的图;
图8是显示扩展的局部确认帧的图;
图9是用于说明CRC错误和优先权确定的图;
图10是显示“TID位图”的添加的图;
图11是显示“TID位图”的使用的例子的图;
图12是显示“TID位图信息”格式的例子的图;
图13是显示如何使用位图信息的图;
图14是用于说明CRC错误和优先权的确定的图;
图15是显示从优先权子队列中删除帧的图;
图16是显示按照本发明的实施例的对于多种优先权的滑窗控制的例子的图;
图17是显示对于多种优先权的滑窗控制的另一个例子的图;
图18是显示当接收端具有用于每种优先权的缓存器时的滑窗控制的例子的图;
图19是显示当接收端具有用于每种优先权的缓存器时的滑窗控制的另一个例子的图;
图20是显示(立即)块确认序列的例子的图;
图21是显示延时的块确认序列的图;
图22是显示按照本发明的实施例的用于说明在TXOP中的块确认调度的图;
图23是显示在TXOP中多种优先权的调度的图;
图24是显示在TXOP中用于多个目的地的调度的图;
图25是显示上一个QoS数据和块确认请求的第一集聚例子的图;
图26是显示QoS数据和块确认请求的第一集聚例子的图;
图27是显示QoS数据和块确认请求的第二集聚例子的图;
图28是显示QoS数据和块确认请求的第三集聚例子的图;
图29是显示上一个QoS数据和块确认请求的第二集聚例子的图;
图30是显示上一个QoS数据和具有多种优先权的块确认请求的第三集聚例子的图;
图31是用于说明集聚提高块确认的效率的方式的图;
图32是显示用于立即块确认信息和延时的块确认信息的接收状态存储区域的图;
图33是显示EDCA中的信道接入的图;
图34是显示AC和用户优先权的映射的图;
图35是用于说明EDCA中帧集聚的问题的图;
图36是显示按照本发明的实施例的在EDCA中多个TID的帧集聚的图;以及
图37是显示当对于高优先权TID执行聚焦时信道估计精度沿时间轴的图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。
按照本发明的实施例的无线通信设备经由无线链路与另一个通信设备通信,以及它具有相应于物理层、MAC层和链路层的处理单元。按照本发明的实施要求,这些处理单元被实施为由被引入到LSI中的CPU执行的模拟或数字电子电路或固件等等。天线被连接到物理层的处理单元。MAC层的处理单元具有集聚处理器。这个集聚处理器包括载体传感控制器、重发控制器、和调度控制器。
(第一实施例)[1-1.在HCCA中的帧集聚实施方案(用于每种优先权的子队列)]
当在使用IEEE 802.11e的HCCA(HCF控制的信道接入)的同时要执行MAC帧集聚时,如果只有一个用于重发的子队列,则队列配置是如图1显示的。参照图1,CfQ(无竞争队列)是用于存储从QoS接入点(HC:混合协调器)到QoS终端(QSTA:QoS站)的下行链路数据或从QSTA到HC的下行链路数据的主队列,这些数据可以在帧发送周期期间发送。存在有具有各种不同的目的地和优先权的MAC帧。
图2是显示HC的设备配置(MAC层)的框图。如图2所示,集聚处理器201具有载体传感控制器202、重发控制器203、和调度控制器204。载体传感控制器202根据物理层的载体传感信息和MAC层的虚拟的载体传感信息执行媒体接入控制。重发控制器203执行局部确认帧的发送/接收,根据局部确认帧执行重发控制等等。控制轮询帧的到QSTA的发送和下行链路数据的发送时序的调度控制器204存在于IEEE 802.11e的HC中。这个调度控制器204对于每种优先权发送轮询帧或数据,以便满足通过使用从QSTA建立的TS(业务流)需要的服务质量。优先权参数规定想要用于MAC帧单元传送的优先权。
如果必须响应于来自HC的内部调度处理器的请求发送数据到某个QSTA,如图1所示,则有可能通过使用目的地和优先权作为密钥把帧存储在子队列中以便重发,以及把该帧作为MAC超帧发送。如图3所示,也有可能把被寻址到同一个目的地和具有多种优先权的帧存储到一个子队列中,以及把该帧作为MAC超帧发送。然而,这使得通过使用来自目的地终端的局部确认响应而对于每种优先权执行滑窗控制的过程复杂化。在某些情形下,设备的内部处理能力可能降低。
所以,在本实施例中,如图4所示,以与优先权的一一对应的关系准备好多个重发控制子队列102,103。这使得有可能容易实现对于多种优先权的滑窗控制和对于每种优先权的帧集聚,以及在通信设备中执行并行处理。首先,如果在HC中的调度控制器204对于某个目的地(在如图4所示的例子中的STA1)的某种优先权(在如图4所示的例子中的高优先权)生成对于下行链路发送的请求,则集聚处理器201从主队列101提取具有相应于请求的目的地和优先权的帧,以及把它们存储在准备用于优先权的子队列102,103。在一个MAC超帧中可集聚的MPDU(MAC协议数据单元)的数目可通过协商被预先确定。在如图4所示的例子中,上限值是8。应当指出,协商的方法并不限于任何具体的方法。
正如在图4所示的例子中,当高优先权帧要通过下行链路传输被发送到STA1时,如果被存储在高优先权子队列102的帧数目小于在一个MAC超帧中可集聚的帧的最大数目时,被寻址到同一个目的地和具有不同的优先权的MAC帧被存储在相应的子队列中。在如图4所示的例子中,只有由调度处理器请求的五个高优先权帧被存储在子队列中,虽然可以集聚的帧的最大数目是8,所以三个中等优先权帧被存储在中等优先权子队列103中。如图4所示,按照IEEE 802.11e标准给每种优先权分配序列号。来自HC的内部调度处理器的请求可以通过一种使用“目的地、优先权”的方法(从主队列提取MAC帧,直至达到在MAC超帧中可集聚的帧的最大数目为止)、一种使用“目的地、优先权、帧数目”的方法(调度处理器指定要从主队列中提取的MAC帧的数目)、和一种使用“目的地、优先权1、优先权1的帧数目、优先权2、优先权2的帧数目”的方法(调度处理器指定多种优先权的发送和这些优先权的帧的数目)的任一项而被生成。然而,不管哪种方法,这些帧以如图4所示的相同的方式被存储在用于每种优先权的子队列中。
当实际上要形成MAC超帧时,MAC帧最好是从具有高优先权和从MAC超帧的前面所集聚的子队列中被提取。在如图5所示的例子中假设,5个MAC帧被存储在高优先权子队列102中以及3个MAC帧被存储中等优先权子队列103中。这些帧的总数等于可被存储在一个MAC超帧的帧的最大数目(在如图5所示的例子中是8)。然而,如果在主队列中不存在具有相应的目的地和优先权的帧,帧的数目可以小于可被集聚的帧的最大数目。另外,如果在如图5所示的情形下在主队列中只存在两个中等优先权MAC帧,则低优先权MAC帧被存储在低优先权子队列104中以及被集聚在MAC超帧的后面。对于每种优先权集聚帧,以便保护高优先权MPDS,因为物理帧越长,在帧的后半个部分中信道估计精度越低,以及越容易出现错误。
应当指出,本实施例不单可应用于来自HC的下行链路业务传输,也可以应用于来自QSTA的上行链路业务传输。
(第二实施例)[1-2.在HCCA中的帧集聚实施方案(用于每种优先权的局部确认位图)]
在MAC超帧中对于每种优先权集聚的MPDU,优先权被集聚的相对次序被预定为使得高优先权帧首先被集聚,中等优先权帧其次被集聚,和低优先权帧第三被集聚,以及发送和接收终端都知道这一点,下面将说明这一情形。如图6所示,MAC超帧接收终端描述局部确认位图中集聚的MPDU的接收状态,以及返回一个局部确认。在这种情形下,集聚的MPDU的优先权的类型和次序不影响局部确认位图的格式。当局部确认被返回到MAC超帧发送端时,对于每种优先权的位图信息可以在局部确认位图中从被存储在对于优先权的子队列中用于重发的MAC帧的数目来确定。通过删除每种优先权的发送状态,可以对于每种优先权更有效地执行滑窗控制。
如图7所示,如果在MAC超帧中要集聚的MPDU不必要地对于每种优先权被归类,则即使从目的地终端接收到局部确认也很难立即确定每种优先权的发送状态。为了解决这个问题,MAC超帧发送端可以具有表示每种优先权的集聚的位置的高速缓存的信息。然而,也有可能准备用于每种优先权的局部确认位图,如图8所示。扩展的局部确认帧具有“优先权数目”域和用于每种优先权的局部确认位图。“优先权数目”域表示在局部确认中存在的优先权的数目。“TID”域相应于IEEE 802.11e的TID(业务识别号)的数值。如图8所示,在扩展的局部确认帧中,存在有用于每个TID的局部确认位图。应当指出,在局部确认帧中的“TID”域和“局部确认位图”的数目可以按照在MAC超帧中集聚的优先权的数目被改变。图8显示在MAC超帧中存在具有三种优先权的MPDU的情形。在如图8所示的例子中,在MAC超帧中可以集聚的MPDU的最大数目是8,以及局部确认位图的域尺寸是一个八位位组。然而,这个尺寸也可以按照集聚的最大数目被改变。
如图9所示,假设在MAC超帧中集聚的MPDU通过CRC计算被发现为是错误的。在这种情形下,MAC超帧接收端不能确定每种优先权的接收状态。如图10所示,所以把“TID位图”域加到MAC超帧报头中。“TID的数目”域表示在MAC超帧中集聚的优先权的数目。“TID位图”域跟随在表示业务识别号的“TID”域的后面(这个域的长度是一个八位位组,四个比特被分配到TID,以及四个剩余比特被分配到保留域)。“TID位图”域是表示在其中集聚具有相应的优先权的帧的MAC超帧中的位置的信息。这个位图信息被包含在MAC超帧报头中。所以如果出现除了MAC超帧报头CRC错误以外的局部MPDU错误, MAC超帧接收端可以确定其中每种优先权存在的位置和优先权的接收状态。
图11显示“TID位图”的使用的例子。如图11所示,假设具有三种优先权的MPDU以“中等优先权”、“高优先权”、“中等优先权”、“高优先权”、“低优先权”、“低优先权”、“高优先权”、“高优先权”、和“低优先权”的次序被集聚。应当指出,在如图11所示的例子中可被集聚的MPDU的最大数目是8,但最大数目当然不是固定在这个数目。在本例中,高优先权的“TID位图”是“01010110”,中等优先权的“TID位图”是“10100000”,以及低优先权的“TID位图”是“00001001”。也就是,每种优先权的“TID位图”是用来表示在其中存在相应于该优先权的MPDU的MAC超帧中的位置的标识信息。
如果如图12所示的“位图信息”域被用作为“TID位图”域的格式,则“TID的数目”域也可以被省略。在MAC超帧报头中的“TID位图”域的长度相应于可被集聚的MPDU的最大数目。然而,由于发送端和接收端通过协商事先知道集聚的最大数目,接收端也可以确定“TID位图”域的长度。在如图13所示的例子中,具有三种类型优先权的MPDU被积聚在MAC超帧报头中,其中集聚的最大数目是8,在MAC超帧报头中“TID”域的长度是作为固定长度的一个八位位组,以及“TID位图”域的长度也是一个八位位组(集聚的最大数目是8)。因此,“位图信息”域的长度(以在“长度”域中描述的八位位组为单位的数值)是6个八位位组。对于“TID位图”的识别号在“位图ID”域中被描述,以及在如图12所示的例子中数目是12。然而,该数目当然不限于2。
图14显示使用通过扩展“TID位图”域而得到的MAC超帧和通过扩展用于每种优先权的局部确认位图而得到的局部确认所进行的通信的流程。如图14所示,当具有多种优先权的MPDU被集聚在MAC超帧中时,表示其中存在每种优先权的位置的标识信息在MAC超帧报头的“TID位图”域中描述。在如图14所示的例子中,逻辑被确定为“1表示存在”。然而,用负逻辑的实施方案当然也是可能的。MAC超帧接收端执行MAC超帧报头的报头CRC计算,以及如果报头没有错误,则执行每个集聚的MPDU的CRC计算。另外,用于每种优先权的局部确认位图可以通过使用在MAC超帧报头中的“TID位图”而容易地形成。当在如图14所示的例子中要形成用于每种优先权的局部确认位图时,从“TID位图”上可以确定存在四个高优先权MPDU。此外,两个前面的MPDU通过CRC计算被发现为是错误的,所以位图配置是“00110000”。局部确认位图的长度是用八位位组为单位表示的。因此,在如图14所示的例子中,四个前面的比特形成表示接收状态的信息。四个后面的比特没有特别的重要性。
当通过扩展用于每种优先权的局部确认位图而得到的局部确认被MAC超帧发送端接收时,诸如从准备用于每种优先权的重发子队列中删除MAC帧的过程可被并行地执行,所以可以实行更有效的处理。
(第三实施例)[1-3.在HCCA中的帧集聚实施方案(用于每种优先权的滑窗)]
当接收到具有用于每种优先权的局部确认位图的局部确认帧时,从队列中删除被存储在准备用于每种优先权的子队列中的MAC帧。如图15所示,当MAC帧被存储在高优先权和中等优先权子队列中时,通过参考用于每种优先权的局部确认位图,删除被正确地发送到目的地的MAC帧。假设在MAC超帧中的MPDU对于每种优先权被分开地集聚,以及把具有高优先权的帧打包在前面。在这种情形下,局部确认位图的内容从被存储在用于每种优先权的子队列中的MAC帧的数目进行解译,以及具有每种优先权的MAC帧从子队列中被删除。
虽然滑窗控制是对于每种优先权执行的,但将说明如图16到19所示的情形。图16到19的每个图显示其中具有高的和中等优先权的两种类型的MPDU被集聚在MAC超帧中的情形。然而,当实践本发明时不限制优先权的数目。参照图16到19,W_all规定可被连续发送的MAC帧的最大数目。窗口W(高的)和窗口W(中等)每次表示具有某种优先权和可以立即被集聚的MPDU的最大数目。窗口按照局部确认位图的状态向后滑动。另外,图16到19是基于可被集聚在MAC超帧中的MPDU的最大数目是8而与优先权无关的假设。而且,图16和17显示当接收端具有一个物理缓存器时的滑窗控制,以及图18和19显示当在接收端以与优先权一一对应的关系准备多个物理缓存器时的滑窗控制。以与优先权一一对应的关系准备多个物理缓存器具有优点:可以在接收机中并行进行处理。如果多个物理缓存器以与优先权一一对应的关系存在,则MAC超帧发送端按照目的地终端的每种优先权的接收缓存器尺寸确定窗口W。本发明并不限于用于确定窗口尺寸的任何特定的协商方法。
参照图16到19,“Null(空的)”意味着在主队列中不存在要被集聚的帧。“Zero(零)”意味着上一个发送的帧被正确地接收。“NoAdd(不添加)”意味着不管在主队列中是否存在相应的帧,相对于可被集聚在一个MAC超帧中的帧的最大数目没有新的帧可被打包。
首先,在下面根据如图16和17所示的例子说明当MAC超帧接收端只有一个物理缓存器时的滑窗控制。如图16和17所示,每次的窗口尺寸(用于高优先权)根据目的地终端的(单个)物理缓存器被确定。窗口尺寸(用于中等优先权)按照集聚的高优先权帧的数目改变它的长度。
参照图16,假设五个高优先权MPDU和三个中等优先权MPDU被集聚和被发送。由于五个集聚的高优先权MPDU小于窗口尺寸W1(对于高优先权),产生额外的空间,所以窗口尺寸W1()可以确保三个MPDU的空间。当具有多种优先权的MPDU要被集聚时,希望对于每种优先权划分这些MPDU,以及把高优先权MPDU集聚在前面。此后,根据来自目的地的局部确认的信息,发现所有的高优先权MPDU被成功地接收以及第一个中等优先权MPDU是错误的。在W2(用于高优先权)中,高优先权MPDU经受滑动窗口。然而,由于中等优先权MPDU的第一帧(三个发送的帧中的第一帧)是错误的,所以确认两个中等优先权帧被存储在目的地终端的缓存器中。因此,新近集聚的高优先权MPDU是从Seq6到Seq10的五个MPDU。由于没有更多的高优先权MPDU可被打包,所以表示为“NoAdd”。对于中等优先权MPDU,窗口尺寸不改变,以及只有重发帧Seq1是要被集聚的目标MPDU。
图17所示的例子为如下。直到TX1之前的操作是与图16上相同的。根据来自目的地的局部确认,发现第二高优先权MPDU是错误,以及所有的中等MPDU都被成功地发送。如果在执行滑窗控制之后在主队列中没有于被打包的高优先权MPDU,则可以增加用于中等优先权的窗口尺寸。由于三个高优先权MPDU被存储在接收端的缓存器中,包括用于重发的一个高优先权帧的四个帧大概在(单个)接收缓存器中被使用。所以,作为窗口尺寸W2(用于高优先权)的8减去4是窗口尺寸W2(用于中等优先权)。在本例中,窗口尺寸(用于高优先权)是固定长度。也就是,来自Seq4到Seq7的四个帧可被集聚在MAC超帧中。
如上所述的重发控制被执行以便集聚在由W_all表示的范围内的MPDU。另外,当附加帧要被集聚时,高优先权MPDU总是优选地被集聚。
下面将说明图18和19,在每个图上接收端具有与优先权一一对应关系的多个物理缓存器。当多个物理缓存器准备好时,在无线通信设备中可以执行并行处理。在本例中,把接收端的用于每种优先权的缓存器尺寸告知MAC超帧发送端,以及发送端确定用于每种优先权的窗口尺寸。在图18和19上,用于高优先权的接收缓存器尺寸是8个MPDU,以及用于中等优先权的接收缓存器尺寸是6个MPDU。但这个数目取决于实施方案。正如图18上由TX1(用于高优先权)和TX1(用于中等优先权)所表示的,假设五个高优先权MPDU和三个中等优先权MPDU通过把它们集聚在MAC超帧而被发送。在TX1(用于高优先权)中的Null(空的)意味着不存在用于某个目的地的高优先权帧。在如图18所示的例子中,这个Null表示在时间TX1只有五个高优先权帧被存储在主队列中。在按照RX1(用于高优先权)和RX1(用于中等优先权)中形成的局部确认位图的内容从子队列中删除MAC帧之后,发现一个中等优先权帧需要重发。此后,窗口W(用于高优先权)和窗口W(用于中等优先权)每次对于每种优先权进行滑动。如果只有一种类型优先权的帧要被集聚在MAC超帧中,则这些帧每次可被打包在窗口W的“末尾”。然而,存在有要被重发的一个中等优先权帧。所以,在TX2(用于高优先权),从序号6到12的七个帧是要被集聚到MAC超帧的目标。在TX2(用于中等优先权),总共七个高优先权帧和要被重发的该一个中等优先权帧达到可以集聚在一个MAC超帧中的帧的最大数目,所以不再添加帧。
如图19所示,在接收到局部确认后执行滑窗处理。结果,在TX2(用于高优先权),只有两个要被重发的高优先权帧被集聚。所以,在TX2(用于中等优先权),从序号4到9的六个(最大值,在接收端处指定的中等优先权缓存量)帧可被集聚。要被连续发送的MPDU的数目被确定为使得窗口尺寸W属于对于每种优先权的W_all的范围。
(第四实施例)[2-1.提高块确认处理的效率]
在IEEE 802.11e中规定的块确认通过选择性重复重发支持有效的传输。图20显示标准立即块确认过程的序列。如图20所示,在HCCA中的块确认传输在由QoS接入点(HC:混合协调器)指定的信道使用周期(TXOP:发送机会)的范围内被调节。应当指出图20上的例子显示轮询QSTA的方法或下行链路数据传输在CAP(控制的接入周期)期间执行。图20显示的HC发送QoS CF-Poll帧(相应于QoS的轮询帧,HC把它发送到QSTA,以允许进行发送)到QSTA 1。QSTA 1可以在TXOP的范围内自由地发送帧。在图20上,QSTA 1以突发方式把QoS数据作为块确认的目标发送到QSTA 2,HC以突发方式在SIFS间隔内把QoS数据作为块确认的目标发送到QSTA 2。在TXOP周期3,QSTA 1发送块确认请求到QSTA 2以及等待块确认。在TXOP周期4,HC发送块确认请求到QSTA 2以及等待块确认。
在IEEE 802.11e的块确认中,为了形成表示接收状态的块确认,接收机端必须管理用于每个目的地和每个TID(业务识别号)的64MSDU(MSDU:MAC业务数据单元)的最大值1024比特接收状态。按照本技术说明书,不需要在QoS数据以突发方式从某个目的地被发送后立即发送块确认请求。所以,无论何时接收到块确认请求时,通过检验相应的目的地的接收状态(和TID)形成块确认。这通常增加接收机端的处理负荷。因此,有时不可能在SIFS的周期期间回答块确认和实现除了如图21所示的延时的块确认发送以外的发送。在延时的块确认中,块确认在自从块确认请求被接收以来的预定时间过去后被发送,这样,传输效率明显下降。这是因为如果在某个终端的发送周期中执行的块确认发送延长到下一个TXOP周期,则来自另一个终端的块确认发送的QoS数据中断,以及这使得用于管理接收端的接收状态的机构复杂化。
所以,在本实施例的第一个安排中,该得到TXOP的终端执行调度,以使得一系列序列的全部序列,即,QoS数据突发发送、块确认请求发送、和块确认接收都被包括在该周期内。图22显示帧序列。在图20上显示的块确认中,即使给定某个TXOP周期,也不必在这个TXOP周期内发送块确认请求。然而,在图22显示的这个实施例中,在终端内执行调度,这样,QoS数据突发发送、块确认请求发送、和块确认接收肯定在TXOP周期内完成。更具体地,要通过突发发送发送的QoS数据的数目被减小,以及块确认请求以某个余量被发送,这样,可以可靠地接收块确认。块确认请求发送的时序可以从持续时间、发送帧的数目、和QoS数据的实际发送速率被适当地计算。在本发明中,计算块确认请求发送的时序的方法不限于任何特定的方法。应当指出,在某个TXOP周期内,具有多种优先权的QoS数据(TID)可以以突发方式被发送。即使在这种情形下,如图23所示,帧发送调度被执行成例如通过限制要通过突发发送而进行发送的QoS数据的数目,能够在TXOP的周期内接收每个TID的块确认。此外,如图24所示,可以在TXOP周期内对于多个目的地执行块确认发送。发送端在这种情形下也执行帧发送调度,以便能够在TXOP周期内接收来自每个目的地的块确认。如果只保持其间可以发送一个QoS数据但不能发送块确认请求的时间,则块确认数据到目的地的发送(或TID)最好被推迟到下一个机会(TXOP)。
在本实施例的第二个安排中,通过在给定的TXOP周期内把块确认请求集聚在要通过突发发送而被发送的上一个QoS数据,而发送块确认请求。如图25所示,信道效率可以通过把QoS数据和块确认请求集聚在一个物理帧而被QoS数据和块确认请求发送更有效地使用。图26和27显示集聚的QoS数据和块确认请求的帧的格式。也就是,图26显示一种格式,它包括根据诸如IEEE 802.11e的MAC报头的“类型”,“子类型”,和“长度”的信息(有时包括IEEE 802.11e6的QoS控制信息)表示集聚的MPDU的划分(长度)的信息作为MAC有用负荷。这个域被称为集聚域。另外,加上802.11 MAC报头和对于表示MPDU的长度的域的FCS(帧检验序列)。用于扩展功能的位图信息也被加到集聚域。图27显示其中新近形成表示集聚MPDU的长度的识别报头的例子。这个报头被称为集聚报头。用于计算报头错误的报头CRC被加到这个集聚报头。如果报头具有错误,则所有的集聚帧都被丢弃。集聚报头被加在诸如集聚的QoS数据和块确认请求那样的集聚的MPDU有用负荷之前。应当指出,在如图27所示的集聚报头的格式中,可被集聚的MPDU的最大数目是8。所以,也有可能如图28所示地集聚多个QoS数据,以及只集聚QoS数据作为块确认的目标而不是块确认请求。在一个物理帧中可以集聚的MPDU的最大数目必须由发送端和接收端通过某些协商事先认识到。然而,实际的协商方法不是本发明的目标。
如图29所示,只有QoS数据也可被集聚在一个物理帧中以及以突发的方式被发送。如图30所示,即使具有多种优先权的QoS在一定的TXOP周期内通过突发发送被发送,仍可以通过把用于多个TID的块确认请求集聚在上一个QoS数据和发送该数据,而提高传输效率。如果目的地终端也发送通过集聚的用于每个TID的块确认,则效率进一步提高。如图30所示在SIFS时间间隔中要通过突发发送被发送的多个QoS数据也可以通过如图31所示把它们集聚在一个物理帧而被发送。
下面将说明通过块确认接收QoS数据的接收机端。
图32是显示被包括在相应于通过块确认接收QoS数据的接收机端的无线通信设备的MAC层中的块确认过程接收端配置的框图。接收机的MAC层具有用于接收由突发发送和块确认请求发送的QoS数据的控制器322,以及用于创建块确认的控制器323。接收机也具有用于立即块确认的存储区域324和用于延时的块确认的存储区域325。这个实施例假设用于立即块确认的区域324是相对较快速地接入的存储装置,以及用于延时的块确认的区域325是另一种类型的存储装置。
当来自某个目的地的QoS数据的突发接收开始时,数据帧的接收状态被存储在立即块确认信息存储区域324。这个区域可以存储对于每个TID的1024个接收状态。1024是通过把可以在使用块确认周期时连续发送的MSDU(MAC业务数据单元)的最大数目(在IEEE802.1 1e中的“64”)乘以每个MSDU的分段帧的最大数目(在IEEE802.11中的“16”)而得到的。如图22所示,如果块确认请求是从其接收状态在TXOP周期内被存储在立即块确认信息存储区域324的目的地被发送,则块确认响应立即被返回。由于来自多个目的地的QoS数据没有被混合,可以减小形成用于一个目的地的块确认的过程的负荷。
另外,在如图20所示的例子中,其中在QSTA 2以突发方式连续地接收QoS数据作为来自HC的块确认的目标的同时,下一个TXOP周期开始,以及开始通过来自作为另一个目的地的QSTA 1的块确认进行QoS数据接收,如果如图32所示的立即块确认信息存储区域324没有额外数据,则被存储在这个区域中的HC的接收状态信息被移到延时的块确认信息存储区域325以及新的目的地(QSTA 1)的接收状态信息被形成在立即块确认信息存储区域324。此后,接收机通过延时的块确认(图20上的HC)响应老的目的地。
在如上所述的这个实施例中,有可能提高块确认处理效率,和减小在接收机端对于块确认信息的处理负荷。
应当指出,在EDCA中,RTS-CTS被使用来通知另一个终端:由它本身的终端使用的信道使用周期。然而,TXOP计算被执行成,以使得一系列序列,即,QoS数据发送、块确认请求发送、和块确认接收,可以在RTS帧的持续时间(信道使用周期)内被执行。
(第五实施例)[3-1.在EDCA中的帧集聚]
在EDCA(增强的分布信道接入)中,多个AC(接入类别)被形成用于每种优先权,以及这些AC并行执行CSMA/CA过程。每个AC具有它自己的IFS(AIFS:仲裁帧间空间)周期。AC的优先权越高,采用的时间间隔越短。如果在MAC层出现内部冲突,则高优先权AC的MAC帧优选地被发送到PHY层,以及低优先权AC在增加CW(竞争窗口)之后再次引入随机补偿程序过程。图33显示EDCA中的信道接入。另外,如图34所表示的,在EDCA期间来自上部层的数据按照IEEE 802.1D的用户优先权被映射为TID(业务识别号)的0到7。被映射的TID被分发到AC。结果,具有多个TID的MAC帧被存储在AC中。
如图35所示,当多个MPDU被集聚在EDCA中的一个物理帧时,每个MPDU对于每个目的地和每个TID进行打包。这是因为EDCA是基于竞争的接入方法(按优先权排序的CSMA/CA接入),所以不像在HCCA中那样,不保证每个业务流的质量。也就是,MAC帧是从对于每个AC准备的主队列的报头中提取的,以及在目的地和TID中等于提取帧的帧被集聚。在这种情形下,如图35所示,MAC帧的数目有时小于可被集聚在一个物理帧中的MPDU的最大数目,这样,信道使用效率不能最大地被利用。
在本实施例中,所以,当某个AC得到发送权利和发送数据帧时,MAC帧从用于每个AC的主队列的报头中被提取。如果提取的MAC帧的数目小于可以被集聚在一个物理帧中的MAC帧的最大数目,则另一个TID的MAC帧(在EDCA中,被存储在AC中的TID的类型的数目被规定为2)被集聚。在本例中,为了重发起见,最好是为每个TID准备好一个子队列,这个子队列存储从用于每个AC的主队列提取的MAC帧。当为每个TID准备这样的子队列时,滑窗控制可以更简单地执行。
如图34所示,即使在同一个AC中优先权也按照TID进行改变。所以,在本实施例中,一个帧是通过对于每个高优先权TID来划分它而被集聚的。在OFDM中,信道估计(用于每个子载波的传输信道的相位和幅度失真的估计)是通过使用被存储在接收机中的已知的前置码而实现的。在作为分组模式通信的无线LAN中,以及在分组(帧)中传输信道随时间的变化是小的情形下,通常的方法是在每个分组的前置码开始时独立地执行信道估值。然而,如果帧的长度增加,如集聚帧的情形,传输信道随时间变化,所以在接收前置码时计算的估计结果有时不能精确地反映在帧的后半部分(见图37)。因此,具有高优先权TID的数据帧的容许误差通过向前集聚高优先权MPDU而有效地提高。
另外,序列号被接连地分配给每个TID。所以,用于发送集聚帧的无线通信设备按照来自接收端的局部响应对于每个TID执行滑窗控制。
在以上的说明中,在同一个AC中具有多个TID的帧被集聚。然而,如果在某个AC中不存在具有另一个TID的MAC帧,以及如果多个AC的发送时序由于内部冲突而互相内部重叠,则也有可能从其优先权低于某个AC的优先权的AC的主队列中提取具有相同的目的地的MAC帧,以及把它们集聚在一个物理帧中。在这种情形下,在多个AC之间出现内部冲突。所以,最好是由低优先权(和中等优先权)的AC通过在集聚帧被发送后增加竞争窗口而采取随机补偿。
如上所述,本实施例可以提高EDCA中帧集聚的效果。
在本发明的实施例中,用于每个MPDU的,包含IEEE32-比特循环冗余检验的FCS可被用作为CRC信息的替代物(如图8和图26所示)。
本领域技术人员很容易知道附加优点和修正方案。所以,从更广义方面,本发明不限于这里显示和描述的具体细节和代表性的实施例。因此,可以在不背离由所附权利要求及其等价物规定的总的发明构思的精神或范围的条件下作出各种修正。
Claims (6)
1.一种无线通信设备,包括:
QoS数据和块确认请求接收控制器,被配置来接收QoS数据和块确认请求;
立即块确认存储区域,用于存储所述QoS数据的接收状态信息;及
块确认创建和发送控制器,被配置为创建和发送块确认,其中,如果由所述QoS数据和块确认请求接收控制器接收的块确认请求是从其接收状态被存储在所述立即块确认存储区域的目的地发送的,则所述块确认立即被返回。
2.根据权利要求1的设备,其中
所述立即块确认存储区域存储用于多个业务识别号TID的接收状态信息。
3.根据权利要求1的设备,还包括:
延时块确认存储区域,及
其中如果所述QoS数据和块确认请求接收控制器接收到来自另一目的地的QoS数据,并且如果所述立即块确认存储区域没有额外数据,则存储在所述立即块确认存储区域中的接收状态信息被移到所述延时块确认存储区域,并通过延时的块确认响应老的目的地。
4.一种无线通信方法,包括:
接收QoS数据和块确认请求;
在立即块确认存储区域中存储所述QoS数据的接收状态信息;
创建和发送块确认,其中,如果接收的块确认请求是从其接收状态被存储在所述立即块确认存储区域的目的地发送的,则所述块确认立即被返回。
5.根据权利要求4的方法,其中
所述立即块确认存储区域存储用于多个业务识别号TID的接收状态信息。
6.根据权利要求4的方法,还包括:
如果接收到来自另一目的地的QoS数据,并且如果所述立即块确认存储区域没有额外数据,则把存储在所述立即块确认存储区域中的接收状态信息移到延时块确认存储区域;以及
通过延时的块确认响应老的目的地。
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