CN102884766A - 使用帧起始定界符来传送分组信息的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种使用帧起始定界符来通知分组信息的装置，所述装置包括：SFD发送单元，用于生成SFD代码，并且将所生成的SFD代码定位在与特定补充信息对应的位置处以发送分组，以便通知所述特定补充信息；和SFD接收单元，用于从所述SFD发送单元接收所述分组，检测SFD代码位于分组中的位置，并且检测与检测到的位置对应的补充信息。

Description

使用帧起始定界符来传送分组信息的装置和方法

技术领域

本发明涉及分组的传输，且更具体地涉及一种使用通信系统的帧起始定界符（Start Frame Delimiter，SFD）来传送附加信息的方法，所述通信系统使用无线通信来发送分组数据。

背景技术

基于分组的无线通信系统通常包括发送单元和接收单元，并且所述发送单元和接收单元使用分组来彼此之间发送和接收数据。发送单元发送同步信号，从而可以识别一帧的开始。使用发送方和接收方认可的序列来传输同步信号。使用前置码（preamble）序列和帧起始定界符（SFD）来作为如上所述的同步信号。当发送数据且随后使用同步信号来接收数据时，在使用前置码序列而获得位同步并且使用SFD而检测到一帧的开始时间点之后，开始数据的解调。

图1是图示现有数据传输分组的结构的视图。在图1中，数据传输分组包括前置码、SFD、首标、用户数据和帧检验序列（FCS）。

参考图1，在使用前置码和SFD找到一帧的开始时间点之后，参考首标的解调参数来解调用户数据。通过首标发送的参数包括用于寻求传输资源的高效使用的多段信息，例如用于在良好信道环境的情况下支持大量数据传输的信息、用于在较差信道环境的情况下最小化数据传输量以及确保接收增益的信息，等等。

然而，在存在各种系统——包括1:1通信系统、支持自组织（ad-hoc）网络的通信系统、支持1对多（1到n）连接的通信系统等——的无线连接环境中，通信系统必须支持各种分组长度和各种速度的数据传输以便具有高效的通信机制，并且必须完成首标的成功解调以便成功发送和接收通信系统的用户数据。在支持各种速度的数据传输的系统中，因为通过首标提供关于传输速度的信息，因此首标的传输速度必须被固定，并且必须保持最高的接收性能。因此，为了成功地解调首标，传输速度必须被固定为相关通信系统所允许的最低传输速度。

自然的是，通过使得首标的传输速度为最低速度来确保接收性能，以便在较差信道环境中传送分组解调信息。然而，当在良好信道环境中意欲高速发送数据时，被固定为最低速度的首标的传输速度（与开销对应）浪费了传输资源。例如，当通信系统的传输速度支持62.5kbps/125kbps/500kbps/1Mbps时，首标的传输速度被固定为62.5kbps。这时，当意欲以1Mbps的速度执行通信时，由于首标的传输的固定速度，所以降低了通信系统的吞吐量。因此，在支持各种速度的数据传输的通信系统中，需要一种即使甚至当分组的长度较短时也提高通信系统的吞吐量而不会产生开销的方法。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题已经做出了本发明，并且本发明提供了一种装置和方法，其将附加信息添加到帧起始定界符（SFD）中，并且即使当在支持各种速度的数据传输以便应对无线信道环境的通信系统中分组的长度较短时，也提高通信系统自身的吞吐量而不产生开销。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种使用帧起始定界符来传送分组信息的装置，所述装置包括：SFD发送单元，用于生成帧起始定界符（SFD）代码，并且将所生成的SFD代码定位在与特定补充信息对应的位置处并且发送分组，以便通知所述特定补充信息；和SFD接收单元，用于从所述SFD发送单元接收所述分组，检测SFD代码位于所接收的分组中的位置，并且检测与检测到的SFD代码的位置对应的补充信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用帧起始定界符来传送分组信息的方法，所述方法包括：生成帧起始定界符（SFD）代码；生成无用信息数据以便将SFD代码的一个位置与SFD代码的另一位置相区分；控制所生成的SFD代码的位置以便映射意欲发送的补充信息；和发送包括所控制的SFD代码的分组。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用帧起始定界符来接收分组信息的方法，所述方法包括：检测与帧起始定界符（SFD）的先前字段对应的前置码字段，以便识别SFD字段的接收时间点；检测在所接收的分组中包括的SFD代码的位置；识别映射到检测到的SFD代码的位置的补充信息；和分析所识别的补充信息。

有益效果

根据本发明，通过将附加信息添加到帧起始定界符，即使不解调接收到的分组的首标，以在先地识别分组的信息的方式，也能够识别接收到的分组的信息，从而提高了通信系统自身的吞吐量。

附图说明

从结合附图进行的下列详细的描述中，本发明的前面和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是图示现有数据传输分组的结构的视图；

图2是图示根据本发明实施例的帧起始定界符（SFD）的内部配置的框图；

图3是图示根据本发明实施例的SFD字段的结构的视图；

图4是图示根据本发明实施例的SFD的补充信息映射表的配置的视图；和

图5是图示根据本发明实施例的通信系统的吞吐量的图表。

具体实施方式

下文中，将参考附图来详细描述本发明的示例性实施例。下列描述包括例如元素等的特定细节，并且该特定细节仅被提供用来帮助更全面地理解本发明。因此，对于本领域技术人员明显的是，在不背离本发明范畴的前提下可以在特定细节上进行形式和细节上的预定变化。

本发明提出了一种以在先识别分组的信息的方式来识别所接收的分组的信息而无需解调所接收的的首标的方法。为此，根据本发明的方法包括：将补充信息包含到SFD的过程；和在解调首标之前通过接收方来识别包含补充信息的SFD的过程。具体地，在本发明中提出的识别所接收的分组的信息而无需解调首标的方法可被预期来简化复杂硬件并且提高整个通信系统的吞吐量。

将参考图2来描述一个实现如上所述功能的分组中的SFD的元素及其操作。图2是图示根据本发明实施例的帧起始定界符（SFD）的内部配置的框图。参考图2，SFD被大致分为SFD发送单元和SFD接收单元。发送单元包括补充信息映射表201、补充信息添加控制器203、SFD代码生成器205和无用信息生成器207。接收单元包括前置码检测器211、SFD代码匹配滤波器213和SFD检测器215。首先，下面将描述SFD发送单元中的元素。

SFD代码生成器205生成SFD代码。因为在本发明中仅使用一个SFD代码，因此SFD代码的生成完成一次。而且，为了根据时间差在接收之间进行区分，SFD代码以比整个SFD字段的长度要短的方式生成。如上所述生成的SFD代码具有补充信息，该补充信息根据所生成的SFD代码的位置而不同。

无用信息生成器207生成无用信息数据（garbage data）。无用信息数据不包括具体信息，并且被用来在SFD代码的位置之间进行区分。无用信息数据被包含在从所生成的SFD代码的开始时间点到结束时间点的时间段以外的时间段内。SFD代码具有的补充信息根据该无用信息数据被包含的位置而不同。

补充信息映射表201将补充信息与每种类型相匹配。补充信息映射表201被预先定义在SFD发送单元和SFD接收单元中，并且可以通过SFD发送单元和SFD接收单元之间的协商来调节。

补充信息添加控制器203首先感测SFD代码的位置，随后确定哪个补充信息将被添加到SFD代码。例如，当SFD代码的位置在前方时，类型A的补充信息可被添加到SFD代码。相反，当SFD代码的位置在后方时，类型B的补充信息可被添加到SFD代码。

SFD代码生成器205生成的SFD代码以及无用信息生成器207生成的无用信息数据被发送到复用器（MUX）209。而且，补充信息添加控制器203使用SFD代码和无用信息数据来生成添加有特定补充信息的分组，并且将所生成的分组发送到SFD接收单元。

接着，下面将描述SFD接收单元中的元素。

前置码检测器211检测与先前字段对应的前置码字段，以便识别SFD字段的接收时间点。前置码检测器211使得能够识别SFD的开始时间点。

SFD代码匹配滤波器213使用从SFD发送单元接收到的SFD代码来检测接收到的SFD代码的相关值。也就是说，SFD代码匹配滤波器213感测从SFD发送单元接收到的SFD代码位于哪个位置，并且根据相关位置来计算接收到的SFD代码的相关值。例如，当SFD接收单元从SFD发送单元接收以类型A的补充信息的形式控制的SFD代码时，SFD代码匹配滤波器213可以根据关于SFD字段的开始时间点和SFD字段的时间段内的最大相关值出现的时间点的信息，使用与SFD发送单元的补充信息映射表相同的补充信息映射表来识别SFD发送单元已经发送类型A的补充信息。

SFD检测器215检测关于SFD字段的开始时间点和SFD字段的时间段内的最大值出现的时间点的信息。如上所述的信息的检测使得能够识别SFD发送单元已经发送了什么类型的补充信息。

图3是图示根据本发明实施例的SFD字段的结构的视图。

参考图3，因为仅生成一个SFD代码，因此在SFD字段中包括的SFD代码的长度不变。类型1表示SFD代码位于SFD字段的前面且在SFD字段的开始处没有空白空间的情况。也就是说，SFD代码位于从SFD字段的第一开始点起到SFD代码的完成点止。无用信息数据位于从SFD代码的完成点起到SFD字段的最后点止。此处，SFD代码的完成时间点被定义为T1。T1是用于将类型1的补充信息与SFD字段中的另一种类型的信息相区分的时间值。

根据如上所述的方法中的SFD代码位于SFD字段中的点，可以获取用于在补充信息的类型之间进行区分的不同时间值T2到TN。用于在补充信息的类型之间进行区分的不同时间值T1到TN取决于SFD代码的完成点。如上所述，通过使用一个相同的SFD代码，根据SFD代码所位于的点，进行补充信息的类型之间的区分。因此，当SFD接收单元随后执行解调时，仅通过构造用于解调代码的单个硬件可以进行解调。

图4是图示根据本发明实施例的SFD的补充信息映射表的配置的视图。如图4中所注明的，根据类型1到类型N分别映射不同段的补充信息。如图4中所示的SFD补充信息映射表可以具有与图4中所示的那些不同的补充信息的内容，可被在先定义，并且可由SFD发送单元和SFD接收单元两者共享。而且，SFD补充信息映射表可以通过SFD发送单元和SFD接收单元之间的协商来调节。

图5是图示根据本发明实施例的通信系统的吞吐量的图表。参考图5，当假设所使用的是相对短的具有长度为2米的分组时，在首标的现有传输速度固定为62.5kbps（其为最低速度）的情况下，可以注意，相关的吞吐量等于大约70%。然而，当在本发明中附加信息被添加到SFD而不是将首标的传输速度固定为预定值时，要注意，以125kbps的首标的传输速度，相关的吞吐量等于大约83%，而以2Mbps的首标的传输速度，相关的吞吐量等于大约94%。此处，吞吐量是一个通过将用户数据的长度除以分组的整个长度而获得的值。当应用本发明的技术理念时，可以注意到，相对于现有吞吐量，吞吐量增加大约24%。

如上所述，可以由根据本发明实施例的使用帧起始定界符来传送分组信息的装置和方法而构造上述配置和操作。同时，尽管已经参考本发明的实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不背离本发明的精神和范畴的前提下可以在其中进行形式和细节上的各种变化。因此，本发明的精神和范畴不限于所述的实施例，而是由所附权利要求及其等价物限定。

Claims (9)

1.一种使用帧起始定界符来传送分组信息的装置，所述装置包括：

SFD发送单元，用于生成帧起始定界符（SFD）代码，并且将所生成的SFD代码定位在与特定补充信息对应的位置处并且发送分组，以便通知所述特定补充信息；和

SFD接收单元，用于从所述SFD发送单元接收所述分组，检测SFD代码位于所接收的分组中的位置，并且检测与检测到的SFD代码的位置对应的补充信息。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述SFD发送单元包括：

SFD代码生成器，用于生成SFD代码；

无用信息生成器，用于生成用于将SFD代码的一个位置与SFD代码的另一位置相区分的无用信息数据；

补充信息映射表，用于根据SFD代码的位置存储不同段的补充信息；和

补充信息添加控制器，用于根据SFD代码的位置来映射不同段的补充信息。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述补充信息映射表被在先地定义，被SFD发送单元和SFD接收单元共享，并且能够在SFD发送单元和SFD接收单元的认可下改变补充信息。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述SFD接收单元包括：

前置码检测器，用于检测与SFD的先前字段对应的前置码字段，以便识别SFD字段的接收时间点；

SFD代码匹配滤波器，用于识别从SFD发送单元接收的SFD代码的位置，并且识别映射到SFD代码的位置的补充信息；和

SFD检测器，用于检测SFD字段的第一开始点和SFD代码的完成点，并且使用SFD字段的第一开始点和SFD代码的完成点来计算与SFD代码的完成点对应的时间值。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述SFD代码匹配滤波器通过补充信息映射表来识别所映射的补充信息。

6.一种使用帧起始定界符来传送分组信息的方法，所述方法包括：

生成帧起始定界符（SFD）代码，

生成无用信息数据，以便将SFD代码的一个位置与SFD代码的另一位置相区分；

控制所生成的SFD代码的位置，以便映射意欲发送的补充信息；和

发送包括所控制的SFD代码的分组。

7.如权利要求6所述的方法，其中，控制所生成的SFD代码的位置包括：通过在SFD代码之前或之后不同地包括无用信息数据来改变检测SFD代码的相关值的时间点，以便映射用户期望的补充信息。

8.一种使用帧起始定界符来接收分组信息的方法，所述方法包括：

检测与所述帧起始定界符（SFD）的先前字段对应的前置码字段，以便识别SFD字段的接收时间点；

检测在所接收的分组中包括的SFD代码的位置；

识别映射到检测到的SFD代码的位置的补充信息；和

分析所识别的补充信息。

9.如权利要求8所述的方法，其中，识别补充信息包括：通过由发送单元和接收单元共享的补充信息映射表来识别与关于检测到的SFD代码的位置对应的补充信息。

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