CN101931874B

CN101931874B - 无线系统中多播应答的方法及装置

Info

Publication number: CN101931874B
Application number: CN 200910108287
Authority: CN
Inventors: 张少波
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: CN101931874A

Abstract

本发明实施例涉及通信技术，提供了一种在无线通信系统中多播的应答方法，包括：通过多播的方式向一组接收节点发送数据；发送应答请求，指示接收所述分组数据的部分或者全部节点做出应答。所述的应答请求中包括调度信息，所述调度信息用于指定在所述接收节点中的需要做出应答的至少一个节点及该指定节点使用的信道；接收所述指定节点发送的对所述请求的应答，该应答由被指定节点通过上述指定的信道发送。同时还提供了实现该方法的装置。

Description

无线系统中多播应答的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，特别是涉及一种无线通信系统中实现多播应答的方法及装置。

背景技术

多播是一种从一点(源节点)向多点(接收节点，接收多播的成员节点构成多播组)分发数据的方式，使用多播可以节省资源，因在若干多播组成员共享的公共路径上只需发送一次数据，而不需要向每个成员节点单独地发送数据，从而减少了发送的数据。

无线信道是具有广播性质的共享性介质，多播数据发送给所有潜在的接收者，或者说多播组中的成员节点。在面向分组的无线通信系统，多播数据分组中的目的地址是多播组的地址，多播组的成员节点识别并接收具有该组地址的数据分组，其他的接收者抛弃这些分组。随着技术的发展，可靠的多播正在受到更多的重视。许多典型的应用如：文件的传输，分布计算，聊天，高质量数字电视，电子白板等需要通过可靠的多播来完成。

而传统的多播中是不能支持可靠的数据传输。目前在无线通信系统中没有成熟的多播应答机制。

其中一个原因在于传输的可靠性依赖于反馈，如单播中广泛地采用了应答机制，而多播中有多个接收节点，源节点需要得到每个接收节点的反馈，这使得问题复杂化了。另外还要考虑效率的问题，这在无线局域网中特别突出。802.11无线局域是面向分组的无线系统，以载波侦听作为多址方式，当一个节点有数据发送时，它首先监听当前信道是否空闲，只有当信道空闲持续一段时间后才开始发送数据。信道上传输的数据分组(帧)之间要保持一个最小间隔(在802.11中称为短帧间隔：SIFS)，如果两个或者以上的节点发送的数据分组发生碰撞，则数据传输失败。其信道利用率是很低的，短分组将更进一步降低本来就不高的信道利用率。而应答分组(帧)正是一个短帧，如果多个节点按照载波侦听多址的方式依次发送应答将严重地浪费了信道资源，应答的效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种在无线通信系统中多播的应答方法，提高了多播的应答的效率。

一种在无线通信系统中多播的应答方法，包括：

通过多播的方式向多播组的成员节点发送数据分组；

发送应答请求，指示所述多播组的成员做出应答，所述的应答请求中包括调度信息，所述调度信息用于在所述多播组中指定做出应答的至少一个成员节点及该指定成员节点应答时使用的信道；

接收所述指定成员节点发送的对所述请求的应答，该应答由被指定成员节点通过所述指定的信道发送。

本发明实施例提供一种实现多播应答的装置，包括：

数据发送模块，通过多播的方式向多播组的成员节点发送数据分组；

信令发送模块，用于发送应答请求，该应答请求中包括调度信息，所述应答请求用于请求所述多播组的成员节点做出应答，所述调度信息用于指定至少一个多播组的成员节点做出应答及该指定成员节点应答时使用的信道信息；

接收模块，用于接收所述指定成员节点发送的对所述请求的应答，该应答由被指定成员节点通过所述指定的信道发送。

本发明实施例通过应答调度的方法实现了多播的应答机制，为提高多播的可靠性提供了基础。通过多播应答请求实现对应答节点的调度，指定做出应答的多播组的成员节点和相应的子信道，实现了多个应答的复用，提高了多播的应答的效率。

附图说明

图1为本发明实施例在无线通信系统中多播的应答方法流程图；

图2为本发明实施中信道的使用情况示意图；

图3为本发明实施例的应答请求分组(帧)的结构示意图；

图4为本发明实施例的应答分组(帧)的结构示意图；

图5为本发明实施例多播应答的装置的结构示意图。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例为在以正交频分复用作为物理层的无线局域网中的应用。物理层采用正交频分复用，相应地在组播的应答阶段，应答节点采用正交频分多址实现信道的共享。该实施例仅作为较优的实施例，并不对本发明的应用构成限制。

参阅图1，本发明实施例在无线通信系统中多播的应答方法包括：

S101，通过多播的方式向多播组的成员节点发送数据分组。

多播组的成员节点识别多播组地址，非该多播组的成员节点抛弃所接收的数据分组。

S102，发送应答请求，指示所述多播组的成员节点做出应答，所述的应答请求中包括调度信息，所述调度信息用于在所述多播组中指定做出应答的至少一个成员节点及该指定成员节点应答时使用的信道。

源节点以多播方式向多播组的成员发出应答请求，该请求中附有调度信息，包括应答节点列表和子信道列表。应答节点列表列出了源节点指定的需要做出应答的多播组成员节点，子信道列表列出了应答节点做出应答时使用的子信道，应答节点列表中的成员节点和子信道列表中的子信道是顺序对应的，即一个成员节点对应于一个子信道。

列表中成员节点的数量或者子信道的数量是由多播组的成员节点数量和子信道的划分所决定的。根据物理层的机制选择合适的方式划分若干正交或者准正交的子信道(若物理层采用直接序列扩频则采用CDMA的方式，若物理层采用频分正交调制，则采用OFDMA的方式)。应答请求中指定的应答节点数量不大于可划分的子信道的数量，所指定的应答节点是源节点根据所知的接收节点的状态选择的。

子信道的划分是以物理层的实现为基础的，在采用正交频分复用的系统中，若干(至少一个)子载波构成一个子信道这些子载波可以是连续的也可以是分布的。应答节点列表中最多包括的节点数量等于可用子载波的数量，相应地子信道列表中的每个子信道对应于一个可用子载波；如果把所有的子载波作为一个子信道，节点列表中只有一个节点，这时退化为OFDM系统。

子信道的划分应保证每个子信道的大小是相同的，即子信道占用的频率或/和时间资源相同。在OFDMA方式下，不同子信道的子载波数量是相同的。

如果多播组的成员节点数量不大于可用子载波数量，应答节点列表中可以包括全部的多播组的成员节点，即通过一轮应答就能够获取全部多播组成员节点的应答。如果多播组的成员节点数量大于可用子载波数量，应答节点列表中只能包括部分多播组的成员节点，那么就需要对多播组的成员节点进行调度。出现在列表中的多播组成员节点在指定的子信道上做出应答，而列表之外的多播组成员节点不做出应答，等待被调度，选择列表中的成员节点的策略是随机轮选，对发出否定应答的节点在重传数据后将再次调度。

源节点在调度过程中选择应答成员节点时至少应考虑各多播组成员节点的以下状态：一是成员节点的调度状态，即针对某一(组)数据传输，某些节点已经被调度做出应答，接着选择那些尚未被调度过的节点，二是如果源节点进行了错误恢复的步骤，如数据重传，那么应该调度未正确接收数据的节点，以确认这些节点是否正确接收了数据。

根据应答节点的数量n确定每个子信道的子载波数k，k＝int(m/n)，其中m是可用子载波的总数，int(x)是取整函数，int(x)表示不大于x的整数。

每个子信道有k个子载波，在子信道列表中列出n个子信道。

改变应答节点列表中的节点顺序或者改变子信道列表中的子信道的顺序，都可以改变节点和子信道的对应关系。

S103，接收所述指定成员节点发送的对所述应答请求的应答，该应答由被指定成员节点通过所述指定的信道发送。

应答请求中所指定的多播组成员节点分别在应答请求帧之后相隔一个短帧间隔(SIFS)在指定的子信道(子载波组)上发出应答，不同节点的应答在时域是重叠的，而在频域可分离。

参考图2，说明了本该实施例中信道的使用情况。

图中横坐标是时间轴，纵坐标表示OFDMA中频域的子信道。源节点发送若干数据分组和应答请求是使用所有的子载波，而之后多播组成员节点根据调度信息分别占用不同的子信道，即子载波或子载波组，做出应答。子信道由若干的子载波构成。不同节点的应答是以正交频分多址的方式复用在一起，在时间上是重叠的，而在频域是可区分的。

采用本发明的方法的无线局域网系统，仍然是一个CSMA系统，但是在在局部——多播应答环节增加了OFDMA的因素。

各节点的应答只携带该节点对应答请求所指定的若干数据分组的接收状态，而不能携带其他的信息。各节点发出的应答帧只有接收节点地址域(该域是应答节点自己的地址)的差异，发出的应答长度是一致的。这样可以避免信道资源的浪费。

本发明实施例通过应答调度的方法实现了多播的应答机制，为提高多播的可靠性提供了基础。通过多播应答请求实现对应答节点的调度，指定做出应答的多播组的成员节点和相应的子信道，实现了多个应答的复用，提高了多播的应答的效率，特别是在采用载波侦听的无线系统中。

图3示意了本发明实施例的多播的应答请求分组(帧)的结构。其中包含：MAC头，应答控制域、应答请求信息域及校验。这个帧结构中MAC头，应答请求信息域，校验和802.11中的规定是一致的，MAC头包括帧控制，持续时间/标识，接收地址及发送源地址。其中的接收地址应该是多播组的地址。其中应答请求控制，包括：控制域长度；应答成员列表，列出了需要做出应答的多播组的成员节点；子信道配置信息，指示信道配置的模式，用于配合子信道列表的解释，如：OFDMA中子信道的粒度，子信道的子载波是否连续，子信道中子载波的间隔等，该信息为可选内容，实际应用中可根据系统需求进行选择是否携带；信道分配列表，列出了分配给各应答成员节点的子信道，信道列表中的子信道和节点列表中的节点是顺序对应的，每个节点将使用指定的子信道发送应答；数据流标识，用于指示所请求的应答对应的数据流。

图4示意了一种可用于无线局域网的多播的应答分组(帧)的结构，包括：帧控制、持续时间/标识、接收地址，发送源地址，应答控制、应答信息、多播组地址及校验。其中应答控制包括：应答策略，多播应答指示及数据流标识。为了实现多播的多分组应答请求，增加了多播组地址，用于源节点识别所接收的应答对应于哪一个多播组。为了使多播应答尽量和单播应答兼容，该多播组地址在应答帧中是可选的，只有当应答控制中的多播应答指示说明该帧是一个多播应答时，才出现在应答帧中。

作为又一个实施例，可以采用不同的信道分配方法。对于物理层采用直接序列扩频的系统，子信道是根据扩频序列划分的，一个子信道对应于一个或者多个扩频序列的组合。相应地在多播的应答帧中，各应答节点占用一个码分的子信道，以码分多址的方式实现信道的共享。不同节点发出的应答在时间上则是重叠的，而在码域上是可分的。

同时本发明实施例提供一种实现多播应答的装置，出现在可靠多播组的源节点或者接收节点中，组网中可以是一种网络节点装置，参阅图5，该装置50包括：

数据发送模块501，通过多播的方式向多播组的成员节点发送数据分组；

信令发送模块503，用于发送应答请求，该应答请求中包括调度信息，所述应答请求用于指示所述多播组的成员节点做出应答，所述调度信息用于指定至少一个多播组的成员节点做出应答及该指定成员节点应答时使用的信道信息；

接收模块505，用于接收所述指定成员节点发送的对所述应答请求的应答，该应答由被指定成员节点通过所述指定的信道发送。

以上装置为在网络中为多播源节点时的结构。当实际应用中还可以为目的节点，当再作为目的节点时还包括：

第二信令发送模块507，用于多播组的成员节点在指定的信道上发送应答。

其中信令发送模块503还包括：

成员调度单元531，用于生成应答节点列表指定做出应答的节点，并进一步用于保存成员节点的应答的状态信息；

信道管理单元533，用于为应答列表中指定的成员节点分配子信道。

进一步，还包括第一信道划分模块509a或者第二信道划分模块509b。第一信道划分模块509a，用于进行信道划分，采用直接序列扩频，子信道根据扩频序列划分，一个子信道对应于一个或者多个扩频序列的组合。

第二信道划分模块509b，用于进行信道划分，以物理层的实现为基础，采用正交频分复用方法，至少一个子载波构成一个子信道。

应用中，该设备可以包括第一信道划分模块、第二信道划分模块中的任意一个或者两个都包括。在对信道进行划分时根据划分的方法选择使用。

本发明实施的装置例通过应答调度的发放实现了多播的应答机制，为提高多播的可靠性提供了基础。通过多播应答请求实现对应答节点的调度，指定做出应答的多播组的成员节点和相应的子信道，实现了多个应答的复用，提高了多播的应答的效率，特别是在采用载波侦听的无线系统中。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该可读存储介质例如只读存储器(简称ROM)、随机存取存储器(简称RAM)、磁盘、光盘等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种在无线通信系统中多播的应答方法，其特征在于，所述方法包括：

通过多播的方式向多播组的成员节点发送数据分组；

发送应答请求，指示所述多播组的成员节点做出应答，所述的应答请求中包括调度信息，所述调度信息包括一应答节点列表，所述调度信息通过该应答节点列表指定至少一个多播组的成员节点做出应答，所述调度信息还包括一子信道列表，所述调度信息通过该子信道列表指定应答成员节点应答时使用的子信道，其中，每个所述子信道占用的时间相同；

接收所述指定成员节点发送的对所述应答请求的应答，该应答由被指定成员节点通过所述指定的信道发送。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还包括：

根据应答成员节点的数量n确定每个子信道的子载波数k，k＝int(m/n)，其中m是可用子载波的总数，int(x)是取整函数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应答请求包括：

MAC头，应答控制域、应答请求信息域及校验。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述应答请求域信息包括：

控制域长度；

应答成员列表，用于列出了需要做出应答的多播组的成员节点；

信道分配列表，列出了分配给应答成员节点的子信道，信道列表中的子信道和节点列表中的节点是顺序对应的，每个节点将使用指定的子信道发送应答；

数据流标识，用于指示所请求应答的数据对应的数据流。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述应答请求域信息还包括：信道配置信息，用于指示信道配置的模式。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述请求的应答包括：

帧控制、持续时间/标识、接收地址，发送源地址，应答控制、应答信息及校验。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述请求的应答还包括：

多播组地址，用于源节点识别所接收的应答对应的多播组。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，子信道的划分包括，采用直接序列扩频，子信道根据扩频序列划分，一个子信道对应于一个或者多个扩频序列的组合；

在多播的应答中，各应答节点占用一个码分的子信道，以码分多址的方式实现信道的共享。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，子信道的划分包括：采用正交频分复用方法，至少一个子载波构成一个子信道。

10.一种网络节点设备，其特征在于，所述设备包括：

信令发送模块，用于发送应答请求，该应答请求中包括调度信息，所述应答请求用于指示所述多播组的成员节点做出应答，所述调度信息包括一应答节点列表，所述调度信息通过该应答节点列表指定至少一个多播组的成员节点做出应答，所述调度信息还包括一子信道列表，所述调度信息通过该子信道列表指定应答成员节点应答时使用的子信道，其中，每个所述子信道占用的时间相同；

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二信令发送模块，用于多播组的成员节点在指定的信道上发送应答。

12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述信令发送模块还包括：

成员调度单元，用于生成应答节点列表指定做出应答的节点，并进一步用于保存成员节点的应答的状态信息；

信道管理单元，用于为应答列表中指定的成员节点分配所述子信道。

13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一信道划分模块，用于进行信道划分，采用直接序列扩频，所述子信道根据扩频序列划分，一个所述子信道对应于一个或者多个扩频序列的组合。

14.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二信道划分模块，用于进行信道划分，采用正交频分复用方法，至少一个子载波构成一个所述子信道。