CN103716135A

CN103716135A - 一种支持跨用户的块确认方法及装置

Info

Publication number: CN103716135A
Application number: CN201310683677.5A
Authority: CN
Inventors: 李云洲; 张艳; 梁晨; 许希斌; 王京; 扈俊刚
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-12-12
Also published as: CN103716135B

Abstract

本发明提供一种支持跨用户的块确认方法，包括：多个源端向目的端发送业务数据帧；目的端接收到业务数据帧后，解析业务数据帧，判断业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧；若业务数据帧为错误数据帧，目的端根据业务数据帧对应的发送源端向所有源端一同发送包含相应标示的块确认帧；若业务数据帧为正确数据帧，目的端向所有源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧或不向源端发送块确认帧；源端基于接收到的块确认帧判断自己发送的业务数据帧是否正确，并在不正确的情况下重新发送业务数据帧。本发明可以将多个用户的上行数据帧使用同一个块确认帧进行确认，在服务的用户非常多且每个用户数据量较小的情况下，提高系统传输吞吐量。

Description

一种支持跨用户的块确认方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统技术领域，适用于用户量大、单用户数据量小的无线通信系统，尤其是针对物联网应用背景的支持跨用户的的块确认方法以及装置。

背景技术

在IEEE802.11n中，引入了BA技术（Block ACK）。通过将一帧一确认的普通传输方式修改为连续传输多个帧然后一次确认多个帧的方式，来提高MAC层的传输效率，如图1.b所示。BA技术（BlockACK）对提高系统吞吐量具有显著的改善作用。然而，这种机制在面向物联网应用的IEEE802.11ah中，却存在着不适用的情况。在物联网应用中，每个用户的传输频度非常低，如抄表这类的应用需要几个小时通信一次，所以应用BA技术不仅无法产生增益，反而会造成传输效率降低。因此，需要采用传统的给每个用户一个即时的ACK（immediate ACK）的方式进行反馈确认，如图1.a所示。由于物联网应用中，需要服务的用户非常多，采用这一方式将给系统带来较大的浪费。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是，提供一种支持跨用户的块确认方法，在提高系统传输吞吐量的同时，兼顾了反馈的即时性。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种支持跨用户的块确认方法，包括：

多个源端向目的端发送业务数据帧；

目的端接收到所述业务数据帧后，解析所述业务数据帧，判断所述业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧；

若所述业务数据帧为错误数据帧，所述目的端根据所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧；

若所述业务数据帧为正确数据帧，所述目的端向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧或不向源端发送块确认帧；

所述源端基于接收到的块确认帧判断自己发送的业务数据帧是否正确，并在不正确的情况下重新发送业务数据帧。

具体的，所述目的端根据所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧包括：

所述目的端判断能否确定所述业务数据帧对应的发送源端；

若能，则向所有所述源端一同发送包含发送源端标示信息的块确认帧；

若不能，则向所有所述源端一同发送包含无法检出发送源端的预置标示的块确认帧。

具体的，所述目的端向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧：

基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示；

若判定所述业务数据帧包含确认请求标示，则向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧；若判定所述业务数据帧不包含确认请求标示，则判断所述目的端的定时器和/或计数器是否到达最大门限值；

若判定所述目的端的定时器和/或计数器到达最大门限值，则向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧；若判定所述目的端的定时器和/或计数器没有到达最大门限值，则继续判断所述目的端定时器和/或计数器否到达最大门限值。

具体的，所述目的端在接收到第一个源端发送的业务数据帧后，启动定时器计时和/或计数器计数。

具体的，所述源端在预置时间内没有收到目的端发送的块确认帧，则判定发出的业务数据帧为正确数据帧。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种支持跨用户的块确认装置，包括：目的端和多个源端，所述目的端包括解析模块、第一判定模块以及第二判定模块，所述源端包括发送单元以及接收单元；

所述发送单元，用于发送业务数据帧；

所述解析模块，用于收到所述业务数据帧后，解析所述业务数据帧，判断所述业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧；

所述第一判定模块，用于在所述业务数据帧为错误数据帧的情况下，根据所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧；

所述第二判定模块，用于在所述业务数据帧为正确数据帧的情况下，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧或不向源端发送块确认帧；

所述接收单元，用于基于接收到的块确认帧判断对应源端发送的业务数据帧是否正确，并在不正确的情况下重新发送业务数据帧。

具体的，所述第一判定模块包括：

判断子单元，用于判断能否确定所述业务数据帧对应的发送源端；

第一判定子单元，用于在能确定所述业务数据帧对应的发送源端的情况下，向所有所述源端一同发送包含发送源端标示信息的块确认帧；

第二判定子单元，用于在不能确定所述业务数据帧对应的发送源端，向所有所述源端一同发送包含无法检出发送源端的预置标示的块确认帧。

具体的，所述第二判定模块包括：

判断单元，用于基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示；

第一判定单元，用于在所述业务数据帧包含确认请求标示的情况下，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧；

第二判定单元，用于在所述业务数据帧不包含确认请求标示的情况下，判断所述目的端的定时器和/或计数器是否到达最大门限值；

第三判定单元，用于在所述目的端的定时器和/或计数器到达最大门限值的情况下，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧；

第四判定单元，用于在所述目的端的定时器和/或计数器没到达最大门限值的情况下，触发所述第二判定单元继续判断所述目的端定时器和/或计数器否到达最大门限值。

具体的，所述接收单元若在预置时间内没有收到目的端发送的块确认帧，则判定对应源端发出的业务数据帧为正确数据帧。

（三）有益效果

区别于背景技术，采用本发明提供的技术方案，在物联网应用中，可以将多个用户的上行数据帧使用同一个块确认帧进行确认，在服务的用户非常多的情况下，提高系统传输吞吐量的同时，兼顾了反馈的即时性。

附图说明

图1.a是现有技术中通过一次确认一帧的示意流程图；

图1.b是现有技术中通过一次确认多帧的示意流程图；

图2是本发明实施例一支持跨用户的块确认方法在目的端的示意流程图；

图3是实施例二块确认装置中目的端的模块图；

图4.a是实施例三中支持跨用户的块确认方法在检测出错误数据帧情况下的示意流程图；

图4.b是实施例三中支持跨用户的块确认方法在有确认请求标示情况下的示意流程图；

图4.c是实施例三中支持跨用户的块确认方法在定时器超过最大门限值情况下的示意流程图；

图4.d是实施例三中支持跨用户的块确认方法在AP一直不发送块确认帧情况下的示意流程图；

图5是实施例三中确认装置的模块图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种跨用户的块确认（Block ACK）反馈机制，即在连续传输来自不同用户的若干个数据单元后，用一个块确认帧（BA）进行反馈，从而节省反馈ACK的开销，在服务的用户非常多的情况下，提高系统传输吞吐量的同时，兼顾了反馈的即时性。其中，BA是BlockACK的缩写。在这里，用户为发送业务数据帧的源端，AP为接收业务数据帧的目的端。

块确认帧（BA）触发条件为发现第一个未能正确检测出的帧（即错误数据帧）、或接收到用户的确认请求（包含确认请求标示）、或AP正确接收到第一个用户数据帧时启动的定时器超时或计数器达到上限值。

在BA由错误帧触发时，可能有两种情况：（1）AP能够判断错误数据帧来自哪个用户，则反馈包含检测出的错误数据帧的用户标示信息的BA，该用户在收到BA后，会重发正确数据帧，其他用户则获知发送的业务数据帧已被正确接收；（2）AP无法判断错误帧来自哪个用户，则反馈事先约定的表示无法检出发送方的特殊标示的BA，所有用户在收到这样的标示后，会重发一定时间间隔内的未确认的数据帧。

在未出现错误数据帧时，BA可能由以下两种情况触发：（1）有用户的数据帧对实时性要求很高，则该用户可以通过发送确认请求的方式，要求AP进行确认，此时可通过业务数据帧中包含确认请求标示的方式实现；（2）AP在正确接收到第一个用户数据帧时启动的定时器超时或启动的计数器超过上限值的时候，会触发BA的生成。

这种情况下，AP没有发现错误数据帧，则反馈事先约定的表示全部正确的特殊标示的BA或反馈错误帧为来自某一不存在用户的BA。用户在收到BA后，获知发送业务数据帧已被正确接收。

在可选的实施方式中，对于未出现错误数据帧的情况，AP一直不发送块确认帧。用户在间隔一段时间没有收到块确认帧，则认为数据帧已经被AP正确接收。

采用本发明上述的技术方案，在物联网应用中，可以将多个用户的上行数据帧使用同一个块确认帧即BlockACK进行确认，从而节省反馈ACK的开销，在服务的用户非常多的情况下，提高系统传输吞吐量的同时，兼顾了反馈的即时性。

实施例一

请参阅图2，图2为支持跨用户的块确认方法在目的端的示意流程图。首先，多个源端与目的端完成连接协议握手后，发送业务数据帧到目的端。目的端接收到所述业务数据帧后，解析所述业务数据帧，判断所述业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧。

若所述业务数据帧为错误数据帧，所述目的端根据能否确定所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧。若所述业务数据帧为正确数据帧，所述目的端向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧或不向源端发送块确认帧。具体的，在步骤201，目的端接收所述业务数据帧。

在步骤202，目的端解析所述业务数据帧。

在步骤203，目的端判断所述业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧。

在步骤204，在所述业务数据帧为错误数据帧的情况下，目的端根据能否确定所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧。

在步骤2041，目的端能够确定所述业务数据帧对应的发送源端，向所有所述源端一同发送包含发送源端标示信息的块确认帧。

在步骤2042，目的端不能够确定所述业务数据帧对应的发送源端，向所有所述源端一同发送包含无法检出发送源端的预置标示的块确认帧。

在步骤205，在所述业务数据帧为正确数据帧的情况下，基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示。

在步骤206，目的端判定业务数据帧判不包含确认请求标示，目的端在接收到第一个源端发送的业务数据帧后，启动定时器计时和/或计数器计数，判断所述目的端的定时器和/或计数器是否到达最大门限值。

在步骤2061，目的端的定时器是到达最大门限值，向所述多源端发送包含预先约定标示的块确认帧。或目的端的计数器是到达最大门限值，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧。在这里，若定时器或计数器同时启动，则定时器或计数器有一个到达自己设定的最大门限值时，目的端就会向多源端发送包含预先约定标示的块确认帧。

若目的端的定时器没有到达最大门限值，则返回步骤206，继续判断目的端的定时器是否到达最大门限值。或目的端的计数器没有到达最大门限值，则返回步骤206，继续判断目的端的计数器是否到达最大门限值。

在步骤207，目的端判定业务数据帧判包含确认请求标示，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧。

采用本实施例上述的技术方案，在物联网应用中，可以将多个源端发送的业务数据帧使用同一个块确认帧同时进行确认，从而节省反馈确认帧的开销，在服务的源端非常多的情况下，提高系统传输吞吐量的同时，兼顾了反馈的即时性。

实施例二

请参阅图3，本实施例提供一种支持跨用户的块确认装置，包括：目的端和多个源端，所述源端包括发送单元以及接收单元。所述发送单元，用于发送业务数据帧。

在本实施例中，目的端包括解析模块301、第一判定模块302以及第二判定模块303。

解析模块301，用于解析所述业务数据帧，判断所述业务数据帧是为正确数据帧，还是为错误数据帧。

第一判定模块302，用于在所述业务数据帧为错误数据帧的情况下，根据能否确定所述业务数据帧对应的数据帧发送单元向所述多个数据帧发送单元发送相应的块确认帧。

第二判定模块303，用于在所述业务数据帧为正确数据帧的情况下，基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示。

具体的，在本实施例中，第一判定模块302还包括判断子单元3021、第一判定子单元3022以及第二判定子单元3023，第二判定模块303包括判断单元3030、第一判定单元3031、第二判定单元3032、第三判定单元3033以及第四判定单元3034。上述各单元的功能具体如下。

判断子单元3021，用于判断能否确定所述业务数据帧对应的发送源端。

第一判定子单元3022，用于在能确定所述业务数据帧对应的发送源端的情况下，向所有所述源端一同发送包含发送源端标示信息的块确认帧。

第二判定子单元3023，用于在不能确定所述业务数据帧对应的发送源端，向所有所述源端一同发送包含无法检出发送源端的预置标示的块确认帧。

判断单元3030，用于基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示。

第一判定单元3031，用于在所述业务数据帧包含确认请求标示的情况下，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧。

第二判定单元3032，用于在所述业务数据帧不包含确认请求标示的情况下，目的端在接收到第一个源端发送的业务数据帧后，启动定时器计时和/或计数器计数，目的端判断所述目的端的定时器和/或计数器是否到达最大门限值。

第三判定单元3033，用于在所述目的端的定时器和/或计数器到达最大门限值的情况下，向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧。

第四判定单元3034，用于在所述目的端的定时器和/或计数器没到达最大门限值的情况下，触发所述第二判定单元继续判断所述目的端定时器和/或计数器否到达最大门限值。

实施例三

在本实施例中，用户为发送业务数据的源端，AP接收业务数据的目的端，BA为块确认帧Block ACK的缩写。本实施例将AP分为了接收帧信息获取单元和块确认帧形成单元两个单元，其中接收帧信息获取单元负责提取接收到的数据帧中的帧标识信息，并在满足块确认帧触发条件时，发送给块确认帧形成单元；块确认帧形成单元负责生成块确认帧。

如图4.a、4.b、4.c、4.d所示，用户1完成与AP侧的RTS/CTS握手后，发送业务数据MPDU到AP，此后，用户3、用户2等其他用户也完成了与AP侧的RTS/CTS握手，并发送业务数据MPDU。图5中的接收帧信息获取单元取得这些接收的帧的基本信息，当发生以下三种情况时，会发送消息到块确认帧生成单元完成BA的生成：

如图4.a所示，在AP检出错误数据帧时，接收帧信息获取单元在能检出错误数据帧来自哪个用户时，将错误数据帧的用户标识信息发送到块确认帧生成单元，在不能检出错误数据帧来自哪个用户时，则通知块确认帧生成单元发生无法检出错误数据帧来源；块确认帧生成单元根据接收帧信息获取单元提供的信息，生成包括错误数据帧的用户标识信息的块确认帧（BA）或事先约定的表示无法检出发送方的特殊标示的块确认帧；用户接收到BA之后，可以确定自己发送的业务数据帧是否被正确接收。

可选的，如图4.b所示，当AP接收到对实时性要求较高的用户2提出的确认请求时，接收帧信息获取单元通知块确认帧生成单元需要生成块确认帧，块确认帧生成单元生成包括预定的表示全部帧正确接收的信息或某一不存在用户标识信息的块确认帧（BA）；用户接收到BACK后，则可以确定自己发送的帧已被正确接收。

可选的，如图4.c所示，AP会预设一个块确认帧（BA）反馈的最大时延和/或一个BACK最大反馈数据帧个数，并在收到第一个用户发送的MPDU后，开启定时器或计数器，当AP设定的定时器超时或计数器超过上限值，接收帧信息获取单元通知块确认帧生成单元需要生成块确认帧，块确认帧生成单元生成包括预定的表示全部帧正确接收的信息或某一不存在帧的帧标识信息的块确认帧（BACK）；用户接收到BACK后，则可以确定自己发送的帧已被正确接收；

可选的，如图4.d所示，未出现错误帧的情况下，AP一直不发送块确认帧。用户在间隔一段预定时长没有收到块确认帧，则认为数据帧已经被AP正确接收。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种支持跨用户的块确认方法，其特征在于，包括：

多个源端向目的端发送业务数据帧；

2.根据权利要求1所述的支持跨用户的块确认方法，其特征在于，所述目的端根据所述业务数据帧对应的发送源端向所有所述源端一同发送包含相应标示的块确认帧包括：

所述目的端判断能否确定所述业务数据帧对应的发送源端；

3.根据权利要求1所述的支持跨用户的块确认方法，其特征在于，所述目的端向所有所述源端一同发送包含预先约定标示的块确认帧：

基于所述业务数据帧判断是否包含确认请求标示；

4.根据权利要求2所述的支持跨用户的块确认方法，其特征在于，所述目的端在接收到第一个源端发送的业务数据帧后，启动定时器计时和/或计数器计数。

5.根据权利要求1所述的支持跨用户的块确认方法，其特征在于，所述源端在预置时间内没有收到目的端发送的块确认帧，则判定发出的业务数据帧为正确数据帧。

6.一种支持跨用户的块确认装置，其特征在于，包括：目的端和多个源端，所述目的端包括解析模块、第一判定模块以及第二判定模块，所述源端包括发送单元以及接收单元；

所述发送单元，用于发送业务数据帧；

7.根据权利要求6所述的支持跨用户的块确认装置，其特征在于，所述第一判定模块包括：

8.根据权利要求6所述的支持跨用户的块确认装置，其特征在于，所述第二判定模块包括：

9.根据权利要求8所述的支持跨用户的块确认装置，其特征在于，所述目的端在接收到第一个源端发送的业务数据帧后，启动定时器计时和/或计数器计数。

10.根据权利要求6所述的支持跨用户的块确认装置，其特征在于，所述接收单元若在预置时间内没有收到目的端发送的块确认帧，则判定对应源端发出的业务数据帧为正确数据帧。