CN102217364A - 发送装置、接收装置、通信系统和接收装置用的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了能够减少Ack帧的冲突的发送装置、接收装置、通信系统和接收装置中使用的处理方法。发送装置(100)发送仅由PLCP前导构成的Ack帧(200)。在接收装置(300)中，RF单元(320)经由天线(310)接收到的Ack帧(200)提供给PMD单元(340)。PMD单元(340)基于从RF单元(320)提供来的Ack帧(200)的信号强度来判定Ack帧(200)的末端。另外，PMD单元(340)基于Ack帧(200)的PLCP前导来生成PLCP前导的末端的定时。PLCP单元(350)基于根据信号强度判定Ack帧(200)的末端的结果并且基于根据Ack帧(200)的PLCP前导生成的PLCP前导的末端的定时来识别Ack帧(200)。
Description
技术领域
本发明涉及发送装置、接收装置和通信系统，具体地涉及用于利用确认应答帧(acknowledgement frame)来执行到达确认的发送装置、接收装置、通信系统和接收装置中使用的处理方法。
背景技术
用于利用高频信号在终端之间执行数据通信的无线通信系统已被广泛使用。在这种无线通信系统中，如果从发送终端发送的帧与另一帧冲突或者如果帧的信号强度较低，则来自源的帧可能到达不了目的地。因此，在无线通信系统中的发送终端中，一般使用确认应答(Ack)方法，其中通过接收来自目的地的Ack帧来确认发送的数据正确到达了目的地。
在这种确认应答方法中，如果源在一定时间段内未能接收到来自目的地的Ack帧，则源执行重发与发送的数据相同的数据的重发处理。如果源在其已执行这种重发处理一定次数之后仍未能接收到Ack帧，则源将帧调制方案改变成更能抵抗干扰的调制方案并进一步反复执行重发处理。
改变成抵抗干扰的调制方案导致帧长度的增大。从而，在具有流量拥塞的网络中，帧之间的冲突率增大，这可进一步增大流量。为了抑制由调制方案的这种改变导致的流量增大，已经建议了一种方法，用于判定不能接收Ack帧的原因是否是冲突。例如，已经建议了一种装置，用于在预期接收Ack消息的时段中检测接收信号的能量电平(例如，参见PTL1)。
引文列表
专利文献
PTL1：日本未实审专利申请公布No.2005-110245(图4)
发明内容
技术问题
在上述现有技术中，如果在预期接收Ack消息的时段内未能接收到Ack消息并且如果接收信号的能量电平增大，则判定未能接收Ack消息的原因是冲突。因此，可以控制改变调制方案的必要与否，从而可以在某种程度上抑制由帧长度增大导致的流量增大。然而，由于Ack帧的冲突发生本身得不到减少，因此发生由重发处理导致的流量增大。
本发明是考虑到这种情况而做出的，并且致力于减少Ack帧的冲突的发生。
解决问题的手段
本发明是为了解决上述问题而做出的，并且其第一方面是一种发送装置，包括：前导(preamble)生成单元，其仅生成用于调整高频信号的载波频率误差的前导，该前导作为用于接收确认的确认应答帧；以及发送单元，其将前导生成单元生成的确认应答帧作为高频信号发送。这带来了发送仅由前导构成的确认应答帧的操作。
另外，本发明的第二方面是一种接收装置，包括：接收单元，其接收包括前导的分组信号；信号强度判定单元，其基于由接收单元接收的信号的强度来判定分组信号的终止端；定时生成单元，其通过检测前导来生成前导的终止端的定时；以及确认应答帧检测单元，其基于信号强度判定单元判定了分组信号的终止端的结果和由定时生成单元生成的前导的终止端的定时，来检测出分组信号是仅由前导构成的确认应答帧。这带来了检测仅由前导构成的确认应答帧的操作。
另外，在第二方面中，确认应答帧检测单元可基于估计时段和判定了分组信号的终止端的结果来检测出分组信号是确认应答帧，估计时段是信号强度判定单元判定确认应答帧的终止端的时段并且是基于前导的终止端的定时估计的时段。这带来了基于由定时生成单元生成的前导的终止端的定时来估计信号强度判定单元判定确认应答帧的终止端的时段并且基于估计时段和由信号强度判定单元做出的判定的结果来检测确认应答帧的操作。
另外，在第二方面中，接收装置还可包括：解码单元，其对由接收单元接收的分组信号解码；以及确认应答数据检测单元，其检测出经解码单元解码的数据是表示确认应答帧的数据。这带来了对接收到的分组信号解码并且检测出经解码的数据是表示确认应答帧的数据的操作。
另外，在第二方面中，信号强度判定单元可基于由接收单元接收的信号的强度和一定的阈值来判定分组信号的终止端。这带来了基于由接收单元接收的信号的强度和一定阈值来判定分组信号的终止端的操作。在此情况下，信号强度判定单元可基于由接收单元接收的信号的强度的变化量来判定分组信号的终止端。这带来了基于信号强度的变量量来判定分组信号的终止端的操作。
另外，在基于由接收单元接收的信号的强度和一定阈值来判定分组信号的终止端的情况下，信号强度判定单元可基于接收单元接收分组信号之前的信号的强度来设定该阈值。这带来了以接收前的信号强度为基准设定阈值的操作。
另外，本发明的第三方面是一种通信系统，包括：发送装置，其发送仅由前导构成的确认应答帧；以及接收装置，其包括：接收单元，该接收单元接收从发送装置发送的确认应答帧作为分组信号；信号强度判定单元，该信号强度判定单元基于由接收单元接收的信号的强度来判定分组信号的终止端；定时生成单元，该定时生成单元通过检测前导来生成前导的终止端的定时；以及确认应答帧检测单元，该确认应答帧检测单元基于信号强度判定单元判定了分组信号的终止端的结果和由定时生成单元生成的前导的终止端的定时，来检测出分组信号是确认应答帧。这带来了由发送装置发送仅由前导构成的确认应答帧并且由接收装置检测所接收的分组信号是确认应答帧的操作。
本发明的有利效果
根据本发明，可以获得能够减少Ack帧的冲突的优良效果。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的无线通信系统的示例性配置的框图。
图2是示出Data帧(数据帧)的配置的示图。
图3是示出根据本发明第一实施例的Ack帧200的示例性配置的示图。
图4是示出传统的无线通信系统中的隐藏终端问题的示例的概念图。
图5是示出图4所示的无线通信系统中的帧的发送定时的概念图。
图6是示出图4所示的无线通信系统中的通信线路的使用效率的概念图。
图7是示出根据本发明第一实施例的发送装置100中发送Ack帧200的过程的示例的示图。
图8是示出根据本发明第一实施例的发送装置100中发送Ack帧200的处理的示例性过程的流程图。
图9是示出根据本发明第一实施例的接收装置300中接收Ack帧200的过程的示例的示图。
图10是示出根据本发明第一实施例的接收装置300中接收Ack帧200的处理的示例性过程的流程图。
图11是示出根据本发明第一实施例的接收装置300中的PMD单元340和PLCP单元350的示例性功能配置的框图。
图12是示出根据本发明第一实施例的Ack帧检测单元352的示例性功能配置的框图。
图13是示出根据本发明第一实施例的Ack帧检测单元352检测Ack帧200的方法的示例的观念图。
图14是示出根据本发明第一实施例的信号强度判定单元342判定分组信号的终止端的方法的示例的示图。
图15是示出根据本发明第一实施例的接收装置300的确认应答处理的示例性过程的流程图。
图16是示出根据本发明第二实施例在结合使用Ack帧200和传统的Ack帧601的情况下的通信过程的示例的示图。
具体实施方式
下面，将描述实现本发明的最佳模式(以下称为实施例)。将按以下顺序进行描述。
1.第一实施例(无线通信系统：发送/接收Ack帧的示例)
2.第二实施例(无线通信系统：结合使用传统Ack帧的示例)
<1.第一实施例>
[无线通信系统的示例性配置]
图1是示出根据本发明第一实施例的无线通信系统的示例性配置的框图。此无线通信系统包括发送装置100和接收装置300，其中发送装置100从接收装置300接收数据并且发送Ack帧200作为对数据接收的确认应答，并且接收装置300接收所发送的Ack帧200。发送装置100和接收装置300作为无线通信装置具有等同的功能配置，但这里装置的名称是着眼于Ack帧200的发送/接收而给出的。
发送装置100包括天线110、RF(射频)单元120、PHY(物理层)单元130以及MAC(介质访问控制)单元160。注意，发送装置100是权利要求中记载的发送装置的示例。
MAC单元160控制PHY单元130以发送Ack帧200或Data帧，Data帧是除Ack帧200以外的帧。例如，如果来自接收装置300的数据已被正常接收，则MAC单元160向PHY单元130发送用于发送Ack帧200作为对数据接收的确认应答的发送开始请求。
响应于来自MAC单元160的发送开始请求，PHY单元130生成Ack帧200。PHY单元130包括PLCP(物理层会聚协议)单元150和PMD(物理介质相关)单元140。注意，PHY单元130是权利要求中记载的前导生成单元的示例。
PLCP单元150基于来自MAC单元160的发送开始请求来判定应当发送的帧是否是Ack帧200。然后，如果判定应当发送的帧是Ack帧200，则PLCP单元150生成用于调整高频信号的载波频率误差的PLCP前导。然后，PLCP单元150经由PMD单元140把作为Ack帧200的、仅由PLCP前导构成的帧提供给RF单元120。另外，PLCP单元150响应于来自MAC单元160的发送开始请求，向PMD单元140发送Ack帧200的发送电平请求和发送开始请求。
另外，PLCP单元150在生成Ack帧200之后通知MAC单元160发送结束。此外，如果判定应当发送的帧不是Ack帧200，则PLCP单元150基于从MAC单元160提供的数据和PLCP前导生成Data帧。
PMD单元140基于来自PLCP单元150的通知来设定Ack帧200的发送电平。例如，PMD单元140根据所设定的发送电平放大Ack帧200。另外，PMD单元140把经放大的Ack帧200提供给RF单元120。
RF单元120把从PMD单元140提供来的Ack帧200转换成高频信号并将其提供到天线110。天线110用于把通过由RF单元120执行的频率转换生成的、作为分组信号的高频信号发送到接收装置300。例如，天线110可发送2.4GHz频带或5.2GHz频带中的高频信号。注意，天线110和RF单元120形成权利要求中记载的发送单元的示例。
接收装置300包括天线310、RF单元320、PHY单元330以及MAC单元360。注意，接收装置300是权利要求中记载的接收装置的示例。
天线310接收作为所发送的高频信号的分组信号。例如，天线310可接收2.4GHz频带或5.2GHz频带中的分组信号。
RF单元320对由天线310接收的分组信号执行频率转换。RF单元320把经频率转换的分组信号作为帧提供给PHY单元330。另外，RF单元320把由天线310接收的分组信号的信号强度提供给PHY单元330。注意，天线310和RF单元320形成权利要求中记载中的接收单元的示例。
PHY单元330在从RF单元320提供来的帧之中检测Ack帧200。PHY单元330包括PMD单元340和PLCP单元350。PMD单元340基于从RF单元320提供来的信号强度来判定分组信号的接收开始和分组信号的接收结束。即，PMD单元340基于从RF单元320提供来的信号强度来判定分组信号的开始端和终止端。另外，PMD单元340检测分组信号中包括的PLCP前导，从而生成PLCP前导的终止端的定时。另外，PMD单元340把分组信号的开始端和终止端的判定结果和前导的终止端的定时通知给PLCP单元350。
PLCP单元350基于从PMD单元340通知来的分组信号的终止端的判定结果和前导的终止端的定时，检测到所接收的分组信号是Ack帧200。PLCP单元350通知MAC单元360：检测到了Ack帧200。
另外，PLCP单元350把来自PMD单元340的分组信号的开始端和终止端的判定结果通知给MAC单元360。另外，PLCP单元350对作为除Ack帧200以外的帧的Data帧解码，并将经解码的Data帧作为接收数据提供给MAC单元360。
MAC单元360基于来自PLCP单元350的通知对接收数据执行处理。当接收到关于已检测到Ack帧200的通知时，MAC单元360判定发送到发送装置100的数据已被正常接收，并且执行发送下一数据的处理。另外，MAC单元360基于从PLCP单元350提供来的接收数据中包括的地址信息、标识信息等等对该接收数据执行处理。
接下来，将参考附图描述由PHY单元130生成的Data帧和Ack帧200的帧配置。
[无线通信系统中的Data帧的示例性配置]
图2是示出Data帧的配置的示图。这里，作为示例示出了基于IEEE802.11a标准的帧配置。IEEE802.11a标准是由IEEE(电气与电子工程师学会)的802标准化委员会的工作组定义的标准。
基于IEEE802.11a标准的帧由PLCP前导610、信号620和数据630构成。PLCP前导610是用于无线分组信号的接收同步处理的默认固定模式信号。信号620是包括数据630的传送速率和数据长度的OFDM符号。数据630是包括信息数据的主体的字段。
当关注逻辑字段时，信号620由4个比特的传送速率641、1个比特的保留比特642、12比特的数据长度643、1个比特的奇偶644以及终止卷积编码的6个比特的尾部645构成。传送速率641和数据长度643都与数据630有关。信号620本身是按6Mbps的最可靠传送速率传送的，即，是利用具有1/2编码率的BPSK(二进制相移键控)调制来传送的。
数据630包括16比特的服务646和可变长度数据PSDU(PLCP服务数据单元)650。另外，数据630包括终止卷积编码的6个比特的尾部658和用于填充OFDM符号的额外比特的填充比特659。数据PSDU 650存储关于MAC帧中的帧控制字段、地址字段、帧主体字段等等的信息。另外，服务646由用于给出加扰器的初始状态的7个比特的“0”和9个比特的保留比特构成。另外，信号620的各个字段和服务646形成PLCP头部640。
当关注帧中的物理信号时，PLCP前导610由包括10个短训练符号(training symbol)611的短前导和包括两个长训练符号613和614的长前导构成。短前导是具有12波子载波的0.8μs周期的默认固定模式信号，并且由于具有10个短训练符号t1至t10而作为总共8.0μs的信号。此短前导用于PMD单元340中的分组信号的检测、信号放大、载波频率误差的粗略调整、符号定时的检测等等。
另一方面，长前导是具有52波子载波的2符号重复信号，并且由于具有跟随在1.6μs的保护间隔612之后的两个3.2μs的长训练符号613和614而作为总共8.0μs的信号。此长前导用于PMD单元340中的载波频率误差的精细调整和信道估计，即用于每个子载波的基准幅度和基准相位的检测。
在信号620中，在3.2μs的信号622的主体之前添加了0.8μs的保护间隔621，从而形成总共4μs的信号。另外，关于数据630，根据数据长度643重复总共4μs的信号，其中在3.2μs的数据632的主体之前添加了0.8μs的保护间隔631。
注意，基于IEEE802.11a标准的Ack帧具有与Data帧类似的配置，并且关于确认应答的信息被存储在PSDU 650中。这里，基于IEEE802.11a标准的Ack帧被称为传统Ack帧。
[无线通信系统中的Ack帧的示例性配置]
图3是示出根据本发明第一实施例的Ack帧200的示例性配置的示图。这里，示出了仅由图2所示的PLCP前导610构成的Ack帧200。
Ack帧200是仅由图2所示的PLCP前导610构成的Ack帧。如参考图2所述，Ack帧200作为总共16.0μs的信号，包括8.0μs的短前导和8.0μs的长前导。这里，短训练符号211、保护间隔212和长训练符号213和214与图1所示的类似，从而省略对其的描述。
如上所述，Ack帧200具有比传统Ack帧更短的帧长度，从而可以避免由下一幅图中所示的隐藏终端问题导致的Ack帧200与另一帧之间的冲突。
[隐藏终端问题的示例]
图4是示出传统的无线通信系统中的隐藏终端问题的示例的概念图。图4示出了无线基站(AP)410、无线终端(STA)420至440以及通信区域411至431。
无线基站(AP)410与位于通信区域411内的无线终端(STA)420至440执行通信。无线终端(STA)420与位于通信区域421内的无线基站(AP)410执行通信。无线终端(STA)430与位于通信区域431内的无线基站(AP)410执行通信。
在此配置中，当无线终端(STA)420在与无线基站(AP)410执行的通信中正常接收到来自无线基站(AP)410的Data帧时，无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送由虚线指示的Ack帧。
此时，无线终端(STA)430无法检测到由无线终端(STA)420发送的Ack帧，因为无线终端(STA)430位于通信区域421之外。从而，无线终端(STA)430可向无线基站(AP)410发送由点划线指示的Data帧。另外，虽然这里没有示出，但估计无线终端(STA)430可向无线终端(STA)440发送Data帧。
这样，由于通信区域之外的帧无法被检测到，所以来自无线终端(STA)420的Ack帧和来自无线终端(STA)430的Data帧相互冲突。这种问题被称为隐藏终端问题。现在，关于这种隐藏终端问题，将参考附图描述在使用根据本发明第一实施例的Ack帧200的情况下的通信过程的示例。
[与传统Ack帧的比较]
图5是示出图4所示的无线通信系统中的帧的发送定时的概念图。这里，假定发送是基于根据IEEE802.11a标准的参数执行的。图5的部分(a)和(b)中的每一个按从最上方起的顺序示出了从无线基站(AP)410、无线终端(STA)420和无线终端(STA)430发送的帧，其中水平轴是时间轴。
图5的部分(a)是在从无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送传统Ack帧601的情况下的示图。首先，无线基站(AP)410向无线终端(STA)420发送Data帧602。然后，无线终端(STA)420常接收到来自无线基站(AP)410的传统Ack帧601，然后在等待SIFS(短帧间隔)之后发送Ack帧601。此时，无线终端(STA)430无法检测到从无线终端(STA)420发送来的Ack帧601。从而，无线终端(STA)430在从无线基站(AP)410发送Ack帧601结束起等待DIFS(分布控制帧间隔)再加上BackOff(退避)时间之后发送Data帧602。
注意，这里的SIFS指的是在发送Ack帧的情况下的一定等待时间。另外，DIFS指的是在发送Data帧602的情况下的一定等待时间。SIFS和DIFS根据IEEE802.11a标准分别被定义为16μs和34μs。另外，BackOff时间是一定时间的倍数并且是利用随机数值设定的等待时间。这些是为了避免帧的冲突而设定的等待时间。
如上所述，在图4所示的无线通信系统中，从无线终端(STA)420发送的Ack帧601的一部分和从无线终端(STA)430发送的Data帧602的一部分可能相互冲突。
图5的部分(b)是在从无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送根据本发明第一实施例的Ack帧200的情况下的示图。在此情况下，SIFS(16μs)的时段和Ack帧200的帧时段(16μs)总共是32μs。这在无线终端(STA)430的DIFS(34μs)的时段内，从而Ack帧200不与从无线终端(STA)430发送的Data帧602冲突。
这样，利用Ack帧200，可以避免图4所示的隐藏终端问题中的Ack帧200本身的冲突。
另外，利用Ack帧200，如下一幅图中所示，可以增大通信线路的使用效率。
图6是示出图4所示的无线通信系统中的通信线路的使用效率的概念图。图6的部分(a)和(b)中的每一个示出了从无线基站(AP)410和无线终端(STA)420发送的帧，其中水平轴是时间轴。这里，示出了如下过程的重复：即，无线基站(AP)410向无线终端(STA)420发送Data帧602，并且接收到了Data帧602的无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送Ack帧。
图6的部分(a)是在从无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送传统Ack帧601的情况下的示图。注意，无线终端(STA)430识别接收到的传统Ack帧601的目的地，然后丢弃接收到的数据603。
图6是部分(b)是在从无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送根据本发明第一实施例的Ack帧200的情况下的示图。注意，在无线终端(STA)430中，在接收到Ack帧200时建立起接收同步604，但几乎在相同的定时检测到分组信号的接收结束，从而状态迅速变成等待状态。
这样，利用Ack帧200，Ack帧的帧长度减小了，从而可以改善无线通信系统中的通信线路的吞吐量。接下来，将参考下一幅图来描述用于发送Ack帧200的发送装置100的操作。
[发送装置的示例性操作]
图7是示出根据本发明第一实施例的发送装置100中发送Ack帧200的过程的示例的示图。
MAC单元160向PLCP单元150发出用于发送Ack帧200的发送开始请求(PHY_TXSTART.req)。此发送开始请求(PHY_TXSTART.req)包括用于判定应当发送的帧是否是Ack帧200的信息。例如，可以向发送开始请求中包括的LENGTH信息设定预定的值，并且可以向发送开始请求新设定用于帧判定的Ack发送请求(PMD_Ack.req)。
随后，PLCP单元150基于来自MAC单元160的发送开始请求(PHY_TXSTART.req)向PMD单元140发出发送电平请求(PMD_TXPWRLVL.req)和发送开始请求(PMD_TXSTART.req)。从而，PMD单元140执行发送所需的特定处理，例如Ack帧200的发送电平的设定以及其他处理。然后，PLCP单元150生成训练符号，并且在生成训练符号之后，向MAC单元160发出发送结束确认(PHY_TXEND.conf)。
图8是示出根据本发明第一实施例的发送装置100中的发送Ack帧200的处理的示例性过程的流程图。
首先，MAC单元160发出发送开始请求(PHY_TXSTART.req)(步骤S911)。随后，PLCP单元150基于发送开始请求(PHY_TXSTART.req)判定应当发送的帧是否是Ack帧200(步骤S912)。然后，如果判定应当发送的帧是作为除Ack帧200以外的帧的Data帧，则执行通常的发送Data帧的处理(步骤S917)。
另一方面，如果判定应当发送的帧是Ack帧200，则PLCP单元150发出发送电平请求(PMD_TXPWLVL.req)和发送开始请求(PMD_TXSTART.req)(步骤S913)。随后，PLCP单元150生成训练符号(步骤S914)。然后，在生成了训练符号之后，向MAC单元160发出发送结束确认(PHY_TXEND.conf)(步骤S915)。从而，MAC单元160中的通信状态变成接收状态(步骤S916)。
这样，在生成了训练符号之后发出发送结束确认(PHY_TXEND.conf)，从而生成了仅由PLCP前导构成的Ack帧200。接下来，将参考附图来描述接收Ack帧200的接收装置300的操作。
[接收装置的示例性操作]
图9是示出根据本发明第一实施例的接收装置300中接收Ack帧200的过程的示例的示图。
在接收到仅由PLCP前导构成的Ack帧200之后，PMD单元340向PLCP单元350发出分组信号接收开始通信(PMD_RSSI.ind)。然后，PLCP单元350向MAC单元360发送接收开始通知(PHY_CCA.ind(STATUS＝busy)(状态＝忙碌))。从而，MAC单元360变到忙碌状态。
随后，当分组信号的信号强度变得等于或低于一定的阈值时，PMD单元340向PLCP单元350发出分组信号接收结束通知(PMD_RSSI.ind(Carrier Lost)(载波丢失))。然后，PLCP单元350向MAC单元360发出接收结束通知(PHY_CCA.ind(STATUS＝idle)(状态＝空闲))。从而，MAC单元360变到等待状态。然后，PMD单元340检测PLCP前导，从而向PLCP单元350发出定时生成通知(PMD_DATA.ind(preamble Detect)(前导检测))。从而，向PLCP单元350通知了由PMD单元340检测到的PLCP前导的终止端的定时。
随后，PLCP单元350基于由PMD单元340发出的分组信号接收结束通知和定时生成通知而检测出接收到的分组信号是Ack帧200。从而，PLCP单元350向MAC单元360发出该Ack检测结果(PHY_RXEND.req(Ack Find)(确认找到))。然后，MAC单元360从对Ack帧200的等待状态变到接收状态。
这样，Ack帧不是由MAC单元360检测的，而是Ack帧200可由PLCP单元350检测，因此接收装置300的功耗可得以降低。
[接收装置的具体示例性配置]
图10是示出根据本发明第一实施例的接收装置300执行的接收Ack帧200的处理的示例性过程的流程图。
首先，当从RF单元320提供来的信号强度变得高于一定阈值时，PMD单元340向PLCP单元350发出分组信号接收开始通知(PMD_RSSI.ind)(步骤S921)。然后，PLCP单元350向MAC单元360发出接收开始通知(PHY_CCA.ind(STATUS＝busy))(步骤S922)。
随后，当分组信号的信号强度变得等于或低于一定阈值时，PMD单元340向PLCP单元350发出分组信号接收结束通知(PMD_RSSI.ind(Carrier Lost))(步骤S923)。然后，PLCP单元350向MAC单元360发出接收结束通知(PHY_CCA.ind(STATUS＝idle))(步骤S924)。另外，PMD单元340检测PLCP前导，从而向PLCP单元350发出定时生成通知(PMD_DATA.ind(preamble Detect))(步骤S925)。
随后，PLCP单元350基于分组信号接收结束通知和定时生成通知来检测Ack帧200。然后，在检测到Ack帧200之后，发出Ack检测结果(PHY_RXEND.req(Ack Find))(步骤S926)。
图11是示出根据本发明第一实施例的接收装置300中的PMD单元340和PLCP单元350的示例性功能配置的框图。这里，除了PMD单元340和PLCP单元350以外的部分的配置与图1所示的相同，从而附有与图1中相同的标号并在这里省略对其的描述。
PMD单元340包括定时生成单元341和信号强度判定单元342。另外，PLCP单元350包括解码单元351和Ack帧检测单元352。
定时生成单元341检测从RF单元320提供来的帧中包括的PLCP前导，从而生成前导的终止端的定时。定时生成单元341把生成的前导的终止端的定时提供给Ack帧检测单元352。另外，例如，定时生成单元341检测PLCP前导，从而对接收到的帧执行信号放大和载波频率误差的调整。然后，定时生成单元341向解码单元351提供已被执行了信号放大和载波频率误差调整的帧。注意，定时生成单元341是权利要求中记载的定时生成单元的示例。
信号强度判定单元342基于从RF单元320提供来的分组信号的信号强度来判定分组信号的开始端和终止端。信号强度判定单元342基于该信号强度和一定的阈值来判定分组信号的终止端。信号强度判定单元342把判定了分组信号的开始端和终止端的结果通知给Ack帧检测单元352。注意，信号强度判定单元342是权利要求中记载的信号强度判定单元的示例。
解码单元351对从定时生成单元341提供来的帧进行解码。解码单元351把经解码的帧作为接收数据提供给MAC单元360。然后，MAC单元360检测到经解码的数据是表示确认应答的传统Ack帧。注意，解码单元351和MAC单元360是权利要求中记载的解码单元和确认应答数据检测单元的示例。
Ack帧检测单元352基于由定时生成单元341生成的PLCP前导的终止端的定时和信号强度判定单元342判定信号强度的终止端的结果来检测Ack帧200。如果检测到了Ack帧200，则Ack帧检测单元352把该检测结果通知给MAC单元360。注意，Ack帧检测单元352是权利要求中记载的确认应答帧检测单元的示例。
[Ack帧检测单元的示例性功能配置]
图12是示出根据本发明第一实施例的Ack帧检测单元352的示例性功能配置的框图。
Ack帧检测单元352包括计数器353、信号终止端计数值寄存器354、前导终止端计数值寄存器355、减法器356、比较器357和358、AND电路359以及阈值保存单元371和372。
计数器353基于通过信号线343从定时生成单元341提供来的计数器激活请求而开始计数。计数器353把开始的计数值提供给信号终止端计数值寄存器354和前导终止端计数值寄存器355。另外，计数器353基于通过信号线343从定时生成单元341提供来的计数器停止请求而停止计数。
信号终止端计数值寄存器354基于在判定分组信号的终止端时做出的、通过信号线345从信号强度判定单元342提供来的通知，保存计数器353的计数值。信号终止端计数值寄存器354把其中保存的计数值提供给减法器356。
前导终止端计数值寄存器355基于通过信号线344从定时生成单元341提供来的定时而保存计数器353的计数值。前导终止端计数值寄存器355把其中保存的计数值提供给减法器356。
减法器356对信号终止端计数值寄存器354和前导终止端计数值寄存器355中保存的计数值两者执行减法。即，减法器356从前导终止端计数值寄存器355中保存的计数值中减去信号终止端计数值寄存器354中保存的计数值，从而计算计数值之间的差值。减法器356把计数值之间的差值提供给比较器357和358。
阈值保存单元371和372保存为检测Ack帧200而预设的阈值。这里，假定阈值B大于阈值A。另外，阈值保存单元371把其中保存的阈值A提供给比较器357。阈值保存单元372把其中保存的阈值B提供给比较器358。下文中将参考下一幅图来描述设定这些阈值A和B的示例。
比较器357把阈值保存单元371中保存的阈值A与从减法器356提供来的计数值之间的差值相比较。如果从减法器356提供来的计数值之间的差值等于或大于阈值A，则比较器357向AND电路359提供“1”。如果差值小于阈值A，则比较器357向AND电路359提供“0”。
比较器358把阈值保存单元372中保存的阈值B与从减法器356提供来的计数值之间的差值相比较。如果从减法器356提供来的计数值之间的差值大于阈值B，则比较器358向AND电路359提供“0”。如果差值等于或小于阈值B，则比较器358向AND电路359提供“1”。
AND电路359基于从比较器357和358提供来的信号执行AND运算。AND电路359仅在从比较器357提供来的信号是“1”并且从比较器358提供来的信号是“1”的情况下向MAC单元360提供“1”。即，AND电路359在计数值之间的差值等于或大于阈值A并且等于或小于阈值B的情况下向MAC单元360提供表示Ack帧200的“1”。否则，AND电路359向MAC单元360提供表示除Ack帧以外的帧的“0”。
这样，基于从定时生成单元341提供来的PLCP前导的终止端的定时和信号强度判定单元342判定了分组信号的终止端的结果，来检测Ack帧200。另外，通过使阈值A和阈值B之间的差较小，可以准确地检测Ack帧200。接下来，将参考下一幅图详细描述Ack帧检测单元352检测Ack帧200的方法。
[检测Ack帧的示例]
图13是示出根据本发明第一实施例的Ack帧检测单元352检测Ack帧200的方法的示例的观念图。这里，示出了天线310接收到的PLCP前导和提供到定时生成单元341的PLCP前导，其中水平轴是时间轴。另外，示出了Ack帧检测单元352中包括的计数器353的计数值的保存定时和信号强度判定单元342中的信号强度。
这里，假定由于经过滤波器之类的而导致的系统延迟，定时生成单元341中的PLCP前导与天线310中的PLCP前导相比是延迟传送的。另外，为了易于理解，假定天线310中的分组信号的信号强度是在没有延迟的情况下被提供到信号强度判定单元342的。
首先，当接收到Ack帧200时，定时生成单元341向Ack帧检测单元352中的计数器353发送激活请求。例如，定时生成单元341在PLCP前导中的短训练符号t1至t10之中的短训练符号t7的终止端的定时发送该激活请求。从而，计数器353开始计数。此后，当信号强度变得等于或低于阈值时，信号强度判定单元342判定Ack帧200的终止端(接收结束判定)。然后，信号强度判定单元342把判定结果通知给Ack帧检测单元352中的信号终止端计数值寄存器354。基于该通知，信号终止端计数值寄存器354保存计数器353的计数值。
接下来，定时生成单元341检测PLCP前导，从而生成PLCP前导的终止端的定时。然后，定时生成单元341把所生成的定时通知给Ack帧检测单元352中的前导终止端计数值寄存器355。基于定时生成的通知，前导终止端计数值寄存器355保存计数器353的计数值。另外，定时生成单元341发送用于停止计数器353的停止请求。然后，计数器353停止计数。
随后，Ack帧检测单元352基于根据来自信号强度判定单元342的判定结果的通知而保存的计数值和在由定时生成单元341生成的定时保存的计数值来检测Ack帧200。即，Ack帧检测单元352通过判定在Ack帧估计时段内是否执行了来自信号强度判定单元342的接收结束判定的通知，来检测Ack帧200。此Ack帧估计时段是基于由定时生成单元341生成的定时，考虑到系统延迟、由信号强度判定单元342导致的判定误差、由定时生成单元341导致的检测误差等等来设定的。即，此Ack帧估计时段是以由定时生成单元341生成的PLCP前导的终止端为基准，根据阈值A和阈值B来设定的。
在此示例中，Ack帧检测单元352计算根据来自信号强度判定单元342的判定结果的通知而保存的计数值与在由定时生成单元341执行的生成的定时保存的计数值之间的差值。然后，Ack帧检测单元352因为计数值之间的差值等于或大于阈值A并且等于或小于阈值B而检测出天线310接收到的分组信号是Ack帧200。
这样，Ack帧检测单元352基于PLCP前导的终止端的定时来估计信号强度判定单元342做出接收结束判定的结果的通知的时段。然后，Ack帧检测单元352可以基于所估计的时段和由信号强度判定单元342做出的判定的结果来检测出分组信号是Ack帧200。即，Ack帧检测单元352可以基于计数值之间的差值、阈值A和阈值B来检测出接收到的分组信号是Ack帧200。
[判定Ack帧的终止端的示例]
图14是示出根据本发明第一实施例的信号强度判定单元342判定分组信号的终止端的方法的示例的示图。图14的部分(a)至(c)示出了在接收到仅由PLCP前导构成的Ack帧200的情况下从RF单元320提供来的信号强度的变化，其中水平轴是时间轴。
在图14的部分(a)中，信号强度判定单元342以绝对电平阈值为基准，基于从RF单元320提供来的信号强度，来判定分组信号的终止端，其中该绝对电平阈值是绝对值的预定阈值。在图14的部分(b)中，信号强度判定单元342以变化量的预定阈值为基准，基于从RF单元320提供来的信号强度的变化量，来判定分组信号的终止端。在图14的部分(c)中，信号强度判定单元342以接收前阈值为基准，基于从RF单元320提供来的信号强度，来判定分组信号的终止端，其中该接收前阈值是通过向分组信号的接收前的信号强度加上预定值而计算出的阈值。注意，信号强度判定单元342可通过组合上述图14的部分(a)至(c)中所示的三种判定方法之中的至少两种方法来判定分组信号的终止端。例如，信号强度判定单元342可在图14的部分(a)和(b)中的判定标准均得到满足时判定分组信号的终止端。
接下来，将参考附图描述根据本发明第一实施例的接收装置300的确认应答操作。
[接收装置的确认应答处理的示例]
图15是示出根据本发明第一实施例的接收装置300的确认应答处理的示例性过程的流程图。
首先，MAC单元360发出用于发送Data帧的发送开始请求(步骤S931)。随后，PHY单元330生成Data帧，该Data帧随后经由天线310被发送到发送装置100(步骤S932)。此时，用于测量对Ack帧200的等待时间的等待Ack定时器被启动(步骤S933)。然后，信号强度判定单元342判定是否已经由天线110和RF单元120接收到了分组信号(步骤S934)。即，信号强度判定单元342判定从RF单元320提供来的信号强度是否超过了阈值。注意，步骤S934是权利要求中记载的接收过程的信号强度判定过程的示例。
然后，在直到接收到分组信号为止的时段期间，判定在等待Ack定时器中是否已经过了一定时间(步骤S942)。然后，如果尚未经过一定时间，则处理返回到步骤S934。如果已经过了一定时间，则处理返回到步骤S931，并且执行重发处理。
另一方面，如果接收到了分组信号，则定时生成单元341判定所接收的分组信号的同步是否已建立(步骤S935)。然后，如果所接收的分组信号的同步尚未建立，则处理返回到步骤S934。另一方面，如果所接收的分组信号的同步已建立，则检测前导信号，从而生成PLCP前导的终止端的定时。注意，步骤S935是权利要求中记载的定时生成过程的示例。
随后，判定信号强度判定单元342是否判定了分组信号的结束(步骤S936)。即，判定信号强度判定单元342是否已基于信号强度判定了分组信号的终止端。注意，步骤S936是权利要求中记载的信号强度判定过程的示例。然后，如果尚未检测到分组信号的终止端，则判定分组信号是Data帧，从而执行接收Data帧的处理(步骤S943)。
另一方面，如果检测到了分组信号的终止端，则执行对Ack帧200的检测(步骤S937)。即，基于被信号强度判定单元342判定是分组信号的终止端的定时和由定时生成单元生成的PLCP前导的终止端的定时来检测分组信号是否是Ack帧200。注意，步骤S937是权利要求中记载的确认应答帧检测过程的示例。
随后，判定分组信号是否是Ack帧200(步骤S938)。然后，如果分组信号不是Ack帧200，则执行误同步处理(步骤S941)。并且处理返回到步骤S934。另一方面，如果分组信号是Ack帧200，则通知MAC单元360：检测到了Ack帧200。从而，MAC单元360认识到发送装置100已正确接收到了数据(步骤S939)。
如上所述，根据本发明的第一实施例，通过使用Ack帧200可以避免由图4所示的隐藏终端问题导致的Ack帧与另一帧之间的冲突。另外，通过使用具有短帧长度的Ack帧200可以改善无线通信系统中的吞吐量。
此外，虽然在本发明的第一实施例中描述了使用Ack帧200的无线通信系统的示例，但可以结合使用Ack帧200和传统Ack帧601。
<2.第二实施例>
[与传统Ack帧结合使用的示例]
图16是示出在根据本发明第二实施例结合使用Ack帧200和传统Ack帧601的情况下的通信过程的示例的示图。这里，假定根据本发明第一实施例的Ack帧200被用在无线基站(AP)410与无线终端(STA)420之间的通信中。另外，假定传统Ack帧601被用在无线终端(STA)430与无线终端(STA)420之间的通信中。另外，示出了从无线基站(AP)410、无线终端(STA)420和无线终端(STA)430发送的帧，其中水平轴是时间轴。
在此示例中，Data帧602被从无线基站(AP)410发送，并且接收到了它的无线终端(STA)420在等待SIFS之后发送Ack帧200。随后，无线终端(STA)430在从Ack帧200的发送结束起经过了DIFS和BackOff时间之后向无线终端(STA)420发送Data帧602。在此情况下，接收到了来自无线终端(STA)430的Data帧602的无线终端(STA)420向无线终端(STA)430发送传统Ack帧601。
随后，无线基站(AP)410在从传统Ack帧601的发送结束起经过了DIFS和BackOff时间之后向无线终端(STA)420发送Data帧602。然后，接收到了来自无线基站(AP)410的Data帧602的无线终端(STA)420向无线基站(AP)410发送Ack帧200。
如上所述，根据本发明的第二实施例，可以结合使用Ack帧200和传统Ack帧601，因为本发明的第一实施例是基于传统无线通信系统的配置的改进。
注意，在本发明的实施例中，已经描述了应用基于IEEE802.11a标准的PLCP前导的示例作为仅由前导构成的Ack帧200的示例，但是本发明并不限于此。例如，可以应用基于IEEE802.11b/11g标准等等的PLCP前导。
注意，本发明的实施例形成用于实现本发明的示例，并且如上所述与权利要求中记载中的本发明的各个要素有对应关系。然而，本发明并不限于这些实施例，并且各种修改在不脱离本发明的范围的情况下是可接受的。
另外，本发明的实施例中描述的处理过程可被视为包括一系列过程的方法，或者可被视为使得计算机执行一系列过程的程序和存储该程序的记录介质。作为记录介质，例如可以使用CD(压缩盘)、MD(袖珍盘)、DVD(数字多功能盘)、存储卡、蓝光盘(Blu-ray Disc，注册商标)等等。
标号列表
100 发送装置
110、310 天线
120、320 RF单元
130、330 PHY单元
140、340 PMD单元
150、350 PLCP单元
160、360 MAC单元
300 接收装置
341 定时生成单元
342 信号强度判定单元
351 解码单元
352 Ack帧检测单元
353 计数器
354 信号终止端计数值寄存器
355 前导终止端计数值寄存器
356 减法器
357、358 比较器
359 AND电路
371、372 阈值保存单元
Claims (9)
1.一种发送装置，包括：
前导生成单元，其仅生成用于调整高频信号的载波频率误差的前导，该前导作为用于接收确认的确认应答帧；以及
发送单元，其将所述前导生成单元生成的确认应答帧作为所述高频信号发送。
2.一种接收装置，包括：
接收单元，其接收包括前导的分组信号；
信号强度判定单元，其基于由所述接收单元接收的信号的强度来判定所述分组信号的终止端；
定时生成单元，其通过检测所述前导来生成所述前导的终止端的定时；以及
确认应答帧检测单元，其基于所述信号强度判定单元判定了所述分组信号的终止端的结果和由所述定时生成单元生成的所述前导的终止端的定时，来检测出所述分组信号是仅由所述前导构成的确认应答帧。
3.根据权利要求2所述的接收装置，其中，所述确认应答帧检测单元基于估计时段和判定了所述分组信号的终止端的结果来检测出所述分组信号是所述确认应答帧，所述估计时段是所述信号强度判定单元判定所述确认应答帧的终止端的时段并且是基于所述前导的终止端的定时估计的时段。
4.根据权利要求2所述的接收装置，还包括：
解码单元，其对由所述接收单元接收的所述分组信号解码；以及
确认应答数据检测单元，其检测出经所述解码单元解码的数据是表示确认应答的数据。
5.根据权利要求2所述的接收装置，其中，所述信号强度判定单元基于由所述接收单元接收的信号的强度和一定的阈值来判定所述分组信号的终止端。
6.根据权利要求5所述的接收装置，其中，所述信号强度判定单元基于由所述接收单元接收的信号的强度的变化量来判定所述分组信号的终止端。
7.根据权利要求5所述的接收装置，其中，所述信号强度判定单元基于所述接收单元接收所述分组信号之前的信号的强度来设定所述阈值。
8.一种通信系统，包括：
发送装置，其发送仅由前导构成的确认应答帧；以及
接收装置，其包括：接收单元，该接收单元接收从所述发送装置发送的所述确认应答帧作为分组信号；信号强度判定单元，该信号强度判定单元基于由所述接收单元接收的信号的强度来判定所述分组信号的终止端；定时生成单元，该定时生成单元通过检测所述前导来生成所述前导的终止端的定时；以及确认应答帧检测单元，该确认应答帧检测单元基于所述信号强度判定单元判定了所述分组信号的终止端的结果和由所述定时生成单元生成的所述前导的终止端的定时，来检测出所述分组信号是所述确认应答帧。
9.一种确认应答帧检测方法，包括：
接收过程，接收包括前导的分组信号；
信号强度判定过程，基于在所述接收过程中接收的信号的强度来判定所述分组信号的终止端；
定时生成过程，通过检测所述前导来生成所述前导的终止端的定时；以及
确认应答帧检测过程，基于在所述信号强度判定过程中判定了所述分组信号的终止端的结果和在所述定时生成过程中生成的所述前导的终止端的定时，来检测出所述分组信号是仅由所述前导构成的确认应答帧。
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