CN104782060A - 减少数据饥饿的方法、无线通信站和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开一般描述无线通信站的实施例和减少数据饥饿的方法。在一些实施例中,无线通信站把存储在缓存器中的数据包传递到更高层媒体访问控制(MAC)进程,该传递基于数据包的序列号(SN)子字段按顺序次序进行。在传递期间当遇到丢失数据包时看门狗定时器被激活。当看门狗定时器期满时,无线通信站发送删除块确认(DELBA)帧从而终止与数据包的始发站建立的块确认(ACK)协议。
Description
优先权申请
本申请要求2012年12月3日提交的美国申请No.13/692,332的优先权权益,其全文包括在此以供参考。
技术领域
本发明实施例涉及通信网络。按照电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族,一些实施例涉及在无线局域网(WLAN)内操作的无线设备。
背景技术
IEEE已经采用的WLAN一套标准,称为802.11。根据802.11,设备,也称为站(STA),在从发送STA或始发STA接收数据包时可以当作接收STA。始发STA可能偶尔丢失,或“丢弃”数据包,导致在接收STA发生数据饥饿或其它数据失去的表现。
因此,一般需要接收STA执行方法来减少或帮助防止由丢弃数据包引起的数据饥饿。
附图说明
图1示出实施了示例性实施例的两种或更多种设备(STA)的基本服务集(BSS);
图2是按照一些实施例在无线通信网络中减少数据饥饿的过程流程图;
图3按照一些实施例示出接收站(STA)的功能方框图;以及
图4是按照一些实施例示用于接收聚合媒体访问控制服务数据单元(A-MSDU)的过程流程图。
具体实施方式
下面的描述和附图充分地示出具体的实施例,从而使本领域技术人员能够实践所述的实施例。其它实施例可包括结构、逻辑、电气、过程、及其它改变。一些实施例的部分和特征可以被其它实施例的部分和特征包括,或取代。在权利要求书中所述的实施例包含这些权利要求书的所有可用的等价物。
图1按照一些实施例示出BSS 100。BSS 100可以遵照IEEE 802.11标准族的标准操作。BSS 100可能包括两种或更多种无线设备,或者说STA 110、STA 120。STA 110、STA 120的任一个或两个可以作为数据包的始发站或接收器同时或分别操作。例如,在发送数据包到至少一个其它接收STA 120的时候,STA 110可作为发送器,或始发站。接收STA 120可以在发送确认(ACK)到始发STA 110的时候确认该数据包。
块ACK装置可以按照IEEE 802.11标准族的标准实施,以便通过将几个确认聚合入一帧来提高信道的效率。,始发STA 110可以请求通过发送附加块确认(ADDBA)请求到接收STA 120根据块ACK协议进行的通信。接收STA 120可以通过发送ADDBA响应帧至始发STA110接受该请求。
当块ACK协议在始发STA 110和接收STA 120之间成功初始化时,始发STA 110可以发送数据包的块到接收STA 120。数据包可能不按顺序;例如,数据包可能不按照对应数据包的序列号(SN)子字段的顺序接收。因而,接收STA 120可以在传递数据包到下一最高媒体访问控制(MAC)进程之前,按顺序重新整理数据包。例如,在传递数据包到操作系统(OS)或应用程序进一步处理数据包之前,接收STA 120可以重新排序数据包成为顺序次序。接收STA 120可以利用缓存器,以下简称“重排序缓存器”,重新排序数据包。
重排序缓存器,维护用于始发STA 110和接收STA之间的每个块ACK协议,可以包括多个数据包。依照IEEE 802.11标准族的标准数据包可能是,例如,MSDU或A-MSDU。重排序缓存器可以包括WinStartB参数或子字段。WinStartB子字段可以指示尚未接收到的第一个(按SN上升次序)数据包SN子字段的数值。WinSizeB子字段指示在块ACK协议初始化时所确定的接收窗口的大小(即,根据块ACK协议在窗口内接收到的数据包的数量)。按照WinSizeB在重排序缓存器内数据包数量是有限的。重排序缓存器可以还包括WinEndB用于指示接收窗口的最高期望SN。
按照当前的IEEE 802.11标准,当接收STA 120接收完整的数据包序列时,接收STA 120可以传递数据包到下一更高层MAC进程。例如,当接收到具有对应于WinStartB子字段的SN的数据包时,或者当重排序缓存器填满时,数据包序列可被完整地指示。然后接收STA 120按递增SN子字段数值的顺序把数据包向上传递至下一更高层MAC进程,并开始于对应于重排序缓存器窗口开始数据包的具SN的数据包。如果重排序缓存器内没有用于下一个顺序的SN数值的数据包(以下简称“丢失”的SN数值),则接收STA 120可以在重排序缓存器内保留接收到的数据包的剩余部分直到该STA 120接收到有丢失的SN数值的数据包时,或直到重排序缓存器填满时。
然而,始发STA 110可以丢弃或另外未能发送具有有丢失SN数值的数据包。在这种情况下,接收STA 110在重排序缓存器内保留该数据包直到重排序缓存器填满时。根据在始发STA 110和接收STA 120之间的数据发送速率,重排序缓存器可能需要很长时间填满,并因此,在那段时间期间没有数据包被发送到下一最高层MAC进程。在这种情况下,无法满足下一最高层MAC进程的延迟需求。如示出的示例,接收STA 120可以以每秒一个数据包的速率接收数据,且接收窗口可容纳64个数据包(WinSizeB=64)。因此,重排序缓存器不可能在多于一分钟内被填满,并且下一最高层MAC进程可能不会接收从接收STA120传递了多于一分钟的数据包。
虽然IEEE 802.11规范声称始发STA 110将执行恢复方法以防止数据饥饿,不过一些始发STA可能不实施这些恢复方法。下一最高层MAC进程因此超时或另外以次优方式运行,并且用户体验会降级。
按照一些实施例,接收STA 120检测可能发生或已经发生的数据饥饿,并且接收STA 120执行步骤来回复数据饥饿以从重排序缓存器向下一最高层MAC进程转发可用的数据。图2示出由接收STA 120执行的用于减少数据饥饿的方法。
参考图2,在操作200中,接收STA 120可以把存储在缓存器内数据包传递到更高层MAC进程。基于数据包的SN子字段,接收STA120可以按顺序次序传递数据包。该缓存器可以是重排序缓存器,其按照IEEE 802.11标准族的标准来配置。同样地,如上述对图1的描述,该缓存器可包括第一缓存器子字段,其用于存储尚未接收到的下一个数据包的SN(WinStartB),和第二缓存器子字段,其用于指示如图1所描述的最高期望SN(WinEndB)。通过接收对应于WinStartB的带有SN的数据包来触发该传递。当接收STA 120把数据包传递到更高层MAC进程时,接收STA 120可以重新设定看门狗定时器到初始值,例如零。
在操作210中,当遇到丢失数据包时,接收STA 120可以激活看门狗定时器。在传递操作200期间,基于该SN子字段的检测接收STA120可以遭遇该丢失数据包。
当遇到该丢失数据包时,该STA 120可以在激活看门狗定时器之前,首先确定重排序缓存器是否为空。如果接收STA 120确定重排序缓存器为空(即,如果没有等待发送到下一更高层MAC进程的数据包),则没有即将来临的饥饿条件。因此,接收STA 120可不激活看门狗定时器,并且在看门狗定时器已经被激活的情况下,接收STA 120可以去激活看门狗定时器。另一方面,如果接收STA 120确定重排序缓存器不为空,因为可能有即将来临的饥饿状态,则接收STA 120可激活看门狗定时器。
在操作220中,当看门狗定时器期满时,接收STA 120可以发送删除块确认(DELBA)帧以终止与数据包的始发STA 110建立的块ACK协议。另外,当看门狗定时器期满时,接收STA 120可以把重排序缓存器内的任何数据包传递到更高层MAC进程。接收STA 120可以周期性检查看门狗定时器的期满,并当看门狗定时器期满时执行操作220。当块ACK协议被终止时,始发STA 110可被触发重建块ACK协议,从而重新设置由接收STA 120使用的重排序缓存器的接收窗口和其它参数。然后始发STA 110可以根据块ACK协议重新开始数据包的发送。这样,重排序缓存器饥饿可被限制在看门狗定时器的持续时间内。
在一些实施例中,基于包括,例如,更高层MAC进程的延迟需求或者在接收STA 120和始发STA 110之间的通信发送速率的标准,接收STA 120可以设置看门狗定时器的持续时间。
在看门狗定时器激活之后而在其终止之前,接收STA 120可以接收至少一个额外的数据包。接收STA 120可以把额外的数据包存储在重排序缓存器内。当看门狗定时器期满时,接收STA 120可以把在重排序缓存器内的任何数据包传递到更高层MAC进程。
基于接收到的除WinStartB数据包之外的数据包的SN,接收STA120可以进一步激活或去激活看门狗定时器。如果接收STA 120接收到大于WinStartB但小于或等于WinEndB的带有SN的数据包,并且如果看门狗定时器尚未被激活,则接收STA 120可以激活看门狗定时器。另外,如果接收STA 120接收到大于WinENDB且小于WinStartB+211的带有SN的数据包,则可以指示数据包SN已经增加至越过了上限SN(即,数据包SN已经“回绕”越过零)。至少在这种情况下,接收STA 120可以按递增SN的次序把当前在重排序缓存器内的所有的数据包传递到下一个更高层MAC进程,如果看门狗定时器是激活的,则去激活看门狗定时器,并重新设定看门狗定时器到初始值。
图3按照一些实施例示出STA 300的功能方框图。STA 300是适用于接收STA 120(图1)。按照实施例,在无线通信网络中STA 300可以支持用于减少或消除数据饥饿的方法。STA 300可包括处理器302,其使用芯片组304访问芯片式存储器306和通信接口308。在一个实施例中,存储器306包括,但不限于,随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据发送(DDR)SDRAM(DDR-SDRAM),或任何能够支持高速缓冲的数据的设备。
在至少一个实施例中,通信接口308是,例如,无线物理层(PHY),其操作依照多输入/多输出(MIMO)操作方式。STA 300可能包括多个发送和接收天线310-1至310-N,其中N是自然数。芯片组304可能包含其中的块确认逻辑312以,例如,处理块确认协议的启动请求。在一种实施例中,MAC层功能由芯片组304提供。例如,芯片组304可以提供MAC层功能以配置ADDBA响应帧。在一种实施例中,PHY层功能由通信接口308提供。例如,通信接口308可发送ADDBA响应帧至始发站并从始发站接收ADDBA请求帧。通信接口308可以从始发站接收数据包。
存储器306可以配置为存储,除此此外,如先前图2所述的重排序缓存器。当接收到带有初始SN的数据包时,处理器302可以配置成把数据包传递到更高层MAC进程,且该传递基于数据包的SN子字段按顺序次序执行。当遇到丢失数据包时,处理器302可还配置成激活看门狗定时器。基于在传递期间检测该SN子字段,处理器302可能遭遇丢失数据包。处理器302可以监控看门狗定时器。当看门狗定时器期满时,通信接口308可以通过发送DELBA帧至始发站终止与始发站建立的块ACK协议。
在激活看门狗定时器之后但看门狗定时器期满之前,通信接口308可以接收额外的数据包。处理器302可以把这些额外的数据包存储在重排序缓存器内,例如,存储器306。当看门狗定时器期满时,处理器302可以基于SN号码顺序地把这些额外的数据包传递到下一最高层MAC进程。如先前描述那样,重排序缓存器可包括由对应于块ACK接收窗口尺寸(WinSizeB)的数字限制的大量数据包。重排序缓存器可包括第一缓存器子字段,其用于存储尚未接收到的下一个数据包的SN(WinStartB),和第二缓存器子字段,其用于指示最高期望SN(WinEndB)。在一种实施例中,WinStartB对应于触发数据包传递到下一最高层MAC进程的初始SN。
在一种实施例中,当遇到丢失数据包时,处理器302还配置成确定重排序缓存器是否为空。如果重排序缓存器为空,则没有等待被传递到下一最高层MAC进程的数据,并且因此,处理器302不激活看门狗定时器。然而,如果重排序缓存器不为空,则处理器302激活看门狗定时器,以便当看门狗定时器期满时数据可以传递到下一最高层MAC进程。
实施例可以在硬件、固件和软件的一个或其组合中实施。实施例也可以作为存储在计算机可读存储设备上的指令314实施,该指令可以由至少一个处理器302读取和执行从而完成本申请文件描述的操作。在一些实施例中,指令314存储在处理器302或存储器306上,这样处理器302和存储器306当作计算机可读介质。计算机可读存储设备可以包括任何及时性机械装置,其用于由机器(如,计算机)以可读形式储存信息。例如,计算机可读存储设备可以包括ROM、RAM、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备,以及其它存储设备和介质。
虽然示出STA 300有几个单独的功能元件,但是一个或多个功能元件可以被组合并可以由软件配置元件的组合实施,比如程序元件包括数字信号处理器(DSP)和/或其它硬件元件。例如,一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC),以及至少用于执行本申请文件描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中,STA 300的功能元件可能涉及在一个或多个进程元件上操作一个或多个进程。
天线310-1至310-N可以包括一个或多个定向天线或非定向天线,包括,例如,偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线、或其它类型的适合于发送RF信号的天线。在一些实施例中,可以使用多孔径的单天线代替两种或更多种天线。在那些实施例中,每个孔径可以被认为是单独的天线。在一些MIMO实施例中,天线310-1至310-N可以利用空间分集和不同的信道特点有效的分开,该特点是在每个天线310-1至310-N和始发STA的天线之间产生的。在一些MIMO实施例中,天线310-1至310-N可以被多达1/10波长或更多所分离。
图4示出由接收STA 120执行的用于接收A-MSDU的方法。在操作400中,接收STA 120接收请求启动块ACK协议ADDBA请求帧。在操作410中,接收STA 120发送ADDBA响应帧以接受启动块ACK协议。在操作420中,在根据块ACK协议的通信期间,接收STA 120在丢失的A-MSDU检测的持续时间内终止块ACK协议。
所提供的摘要符合37C.F.R.Section 1.72(b),其要求摘要允许读者确定本技术公开的实质和要旨。该摘要提交时应理解,该摘要不用于限制或解释权利要求的范围或意义。因而随附的权利要求书包括在详细描述中,且每条权利要求自身作为单独的实施例自洽存在。
Claims (24)
1.一种无线通信站,其包括:
媒体访问控制(MAC)层,其配置添加块确认(ADDBA)响应帧;
物理层(PHY)电路,其
发送所述ADDBA响应帧至始发站,
接收来自所述始发站的ADDBA请求帧,和
接收来自所述始发站的数据包;以及
一个或多个处理器,其
当接收带有初始SN的数据包时把数据包传递到更高层MAC进程,所述传递基于所述数据包的所述SN子字段按顺序次序执行,以及
当遇到丢失数据包时激活看门狗定时器,所述遇到基于在所述传递期间所述SN子字段的检测。
2.根据权利要求1所述的无线通信站,其中所述处理器还配置成监控所述看门狗定时器,以及其中所述PHY层还配置成当所述看门狗定时器期满时,通过发送删除块确认(DELBA)帧至所述始发站来终止与所述始发站建立的块ACK协议。
3.根据权利要求2所述的无线通信站,其中所述PHY层还配置成在激活所述看门狗定时器后接收额外的数据包,以及所述处理器还配置成
把所述额外的数据包存储在重排序缓存器内;并且
当所述看门狗定时器期满时,基于SN号码,顺序地把额外的数据包传递到下一最高层MAC进程。
4.根据权利要求3所述的无线通信站,其中所述缓存器包括对应于块ACK接收窗口尺寸的大量数据包,所述重排序缓存器具有包括在其中的第一缓存器子字段,其用于存储尚未接收到的下一个数据包的SN(WinStartB),和第二缓存器子字段,其用于指示最高期望SN(WinEndB)。
5.根据权利要求4所述的无线通信站,其中触发所述传递的所述初始SN对应于WinStartB。
6.根据权利要求1所述的无线通信站,其中所述处理器还配置成把从所述始发站接收的数据包存储在缓存器内,所述数据包包括对应的SN子字段。
7.根据权利要求6所述的无线通信站,其中所述处理器还配置成:
当遇到丢失数据包时,确定所述缓存器是否为空;
如果所述缓存器为空,则去激活所述看门狗定时器;以及
如果所述缓存器不为空,则激活所述看门狗定时器。
8.一种在无线通信网络中减少数据饥饿的方法,所述方法包括:
把存储在缓存器内的数据包传递到更高层媒体访问控制(MAC)进程,所述传递基于所述数据包的序列号(SN)子字段按顺序次序执行;
当遇到丢失数据包时,激活看门狗定时器,所述遇到基于在所述传递期间所述SN子字段的检测;以及
当所述看门狗定时器期满时,发送删除块确认(DELBA)帧以终止与所述数据包的始发站建立的块确认(ACK)协议。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
在激活所述看门狗定时器之后,接收至少一个数据包并把所述至少一个数据包存储在所述缓存器内;
当看门狗定时器期满时,把所述缓存器的数据包传递到更高层MAC进程。
10.根据权利要求8所述的方法,其中基于所述更高层MAC进程的容许时延确定所述看门狗定时器的持续时间。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括:
当遇到丢失数据包时,确定所述缓存器是否为空,并且其中如果所述确定过程确定所述缓存器不为空,则所述激活过程激活所述看门狗定时器。
12.根据权利要求10所述的方法,还包括:
如果所述看门狗定时器是激活的且所述确定过程确定所述缓存器为空,则去激活所述看门狗定时器。
13.根据权利要求8所述的方法,其中数据包的所述缓存器是重排序缓存器,其按照电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族的标准来配置。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述缓存器具有包括在其中的
第一缓存器子字段,其用于存储尚未接收到的下一个数据包的SN(WinStartB),和
第二缓存器子字段,其用于指示最高期望SN(WinEndB),其中
通过接收带有SN子字段的数据包间触发所述传递,所述SN子字段对应于存储在所述第一缓存器子字段内的所述SN。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
当接收带有SN子字段的数据包时,所述SN子字段大于存储在所述第一缓存器子字段的所述SN且小于或等于存储在所述第二缓存器子字段的所述SN,激活所述看门狗定时器;以及
当看门狗定时器期满时,将所述缓存器内的所述数据包传递到所述下一最高层MAC进程。
16.一种用于接收聚合媒体访问控制服务数据单元(A-MSDU)的方法,所述方法包括:
接收添加块确认(ADDBA)请求帧,所述请求帧请求块确认(ACK)协议的启动;
发送ADDBA响应帧以接受所述块ACK协议的启动;
在根据块ACK协议的通信期间,在丢失的A-MSDU检测的持续时间内终止所述块ACK协议。
17.根据权利要求16所述的方法,其中在传递A-MSDU到更高层MAC进程期间,基于检查发现所述丢失的A-MSDU,在所述传递期间,传递的序列号对应于每个所述的A-MSDU。
18.一种系统,其包括:
天线,其布置成从始发站接收数据包;
处理器,其布置成
把所述接收到的在重排序缓存器内的数据包存储在存储器内,所述数据包包括对应的序列号(SN)子字段,
当接收带有初始SN的数据包时,把所述重排序缓存器的所述数据包传递到更高层媒体访问控制(MAC)进程,所述传递基于所述数据包的所述SN子字段按顺序次序执行,并且
当遇到丢失数据包时,激活看门狗定时器,所述遇到基于在所述传递期间所述SN子字段的检测;以及
存储器,其布置成维护所述重排序缓存器,所述重排序缓存器包括对应于块确认(ACK)接收窗口尺寸的大量数据包,所述重排序缓存器具有包括在其中的第一缓存器子字段,其用于存储尚未接收到的下一个数据包的SN(WinStartB),和第二缓存器子字段,其用于指示最高期望SN(WinEndB),并且其中触发所述传递的所述初始SN对应于WinStartB。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述处理器还配置成:
监控所述看门狗定时器;以及
当所述看门狗定时器期满时,通过发送删除块确认(DELBA)帧至所述始发站来终止与所述始发站建立的块ACK协议。
20.根据权利要求18所述的系统,其中所述处理器还配置成:
在激活所述看门狗定时器后接收数据包;
把所述数据包存储在缓存器;以及
当看门狗定时器期满时,把所述数据包传递到下一最高层MAC进程。
21.根据权利要求18所述的系统,其中所述处理器还配置成:
确定所述缓存器当遇到丢失数据包时是否为空;
如果所述缓存器为空,则去激活所述看门狗定时器缓存器;以及
如果所述缓存器不为空,则激活所述看门狗定时器缓存器。
22.一种计算机可读介质,其包括指令,当在接收站上实施时,所述指令使得所述接收站:
基于所述数据包的序列号(SN)顺序地把接收的数据包传递到更高层媒体访问控制(MAC)进程;
当遇到丢失数据包时,激活看门狗定时器,所述遇到基于在所述传递期间所述SN子字段的检测;以及
通过发送删除块确认(DELBA)帧至所述数据包的始发站来终止与所述数据包的始发站建立的块确认(ACK)协议。
23.根据权利要求22所述的计算机可读介质,其还包括指令,当在所述接收站上实施时,所述指令使得所述接收站:
把接收的数据包存储在重排缓存器,其中所述传递使得数据包从所述重排序缓存器内被清空,并且其中如果所述重排缓存器不为空,则激活所述看门狗定时器。
24.根据权利要求23所述的计算机可读介质,其还包括指令,当在所述接收站上实施时,所述指令使得所述接收站:
在激活所述看门狗定时器之后接收额外的数据包;
把所述额外的数据包存储在所述重排序缓存器内;以及
当所述看门狗定时器期满时,把所述额外的数据包传递到下一更高层MAC进程。
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