CN105379145A - 在无限局域网系统中传输数据的方法和装置 - Google Patents

在无限局域网系统中传输数据的方法和装置 Download PDF

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CN105379145A CN201480039703.3A CN201480039703A CN105379145A CN 105379145 A CN105379145 A CN 105379145A CN 201480039703 A CN201480039703 A CN 201480039703A CN 105379145 A CN105379145 A CN 105379145A
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Abstract

本公开涉及一种在无限局域网系统中传输数据的方法和装置。传输数据的方法包括的步骤为：通过中继设备从主接入点接收被分配到关联至R-BSS的终端的R-BSS？AID资源的分配；以及通过中继设备将R-BSS？AID资源中的AID分配到关联至R-BSS的终端。

Description

在无限局域网系统中传输数据的方法和装置
技术领域
本发明总体涉及在无线局域网(WLAN)系统中的数据传输技术，更加具体地，涉及一种包含中继装置的WLAN系统中传输数据至线端终端(endterminal)的方法及装置。
背景技术
随着信息和通信技术的发展，已经研发出不同无线通信技术。在这些技术中，无线局域网(WLAN)代表基于射频(RF)技术而在利用移动终端的家庭、商务或者具体服务区域中允许无线接入英特网的技术，所述移动终端诸如个人数字助理(PDA)、便携式电脑、移动多媒体播放器(PMP)、智能电话、或者平板电脑。
用于WLAN技术的协议发展为电子电气工程师协会(IEEE)802.11协议。符合IEEE802.11a协议的WLAN技术基于正交频分多址(OFDM)机制而运行，并能够在5GHz频带上提供54Mbps的最大数据速率。符合IEEE802.11b协议的WLAN技术基于直接序列扩频(DSSS)机制而运行，并能够在2.4GHz频带上提供11Mbps的最大数据速率。符合IEEE802.11g协议的WLAN技术基于OFDM或者DSSS机制而运行，并能够在2.4GHz频带上提供54Mbps的最大数据速率。
符合IEEE802.11n协议的WLAN技术基于在2.4GHz频带以及5GHz频带上的OFDM机制而运行，并能够在使用多输入多输出OFDM(MINO-OFDM)机制时为4个空间流提供300Mbps的最大数据速率。符合IEEE802.11n协议的WLAN技术可支持高达40MHz的信道带宽并在此情形下能够提供600Mbps的最大数据速率。
由于此类WLAN技术的普及已被激发并且利用WLAN应用的多样化，对于支持比现有WLAN技术更高吞吐量的新的WLAN技术的需求日益增加。非常高吞吐量(VHT)WLAN技术被建议支持1Gbps或者更高的数据速率的技术。同时，在基于这样的WLAN技术的系统中，出现的问题为：由于WLAN设备之间的距离增加，通信效率恶化。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的是提供提高WLAN系统的效率的数据传输方法。
为解决上述问题，本发明的另一目的是提供提高WLAN系统的效率的数据传输装置。
技术方案
基于WLAN技术的通信系统包括用作中继在主接入点和线段终端之间传输的数据的中继设备的特定终端。
根据实现上述目的的本发明的具体实施例，提供了一种利用在主接入点和终端之间的中继设备中继帧传输的数据传输方法，其中主接入点形成服务终端的主基础服务集(M-BSS)，和中继设备形成服务终端的中继基础服务集(R-BSS)，并且中继设备与主接入点关联以中继在主接入点和属于R-BSS的终端之间的帧传输，所述方法包括：通过中继设备从主接入点接收被分配到关联至R-BSS的终端的R-BSS关联标识符(AID)资源的分配；及通过中继设备将R-BSSAID资源中的AID分配到关联至R-BSS的终端。
此处，R-BSSAID资源与M-BSSAID资源可不重叠，所述M-BSSAID资源通过主接入点被分配到关联至M-BSS的终端。
此处，从主接入点接收R-BSSAID资源的分配进一步包括：通过中继设备向主接入点传输请求分配R-BSSAID资源的关联请求帧；及通过中继设备从主接入点接收作为对关联请求帧的响应的包括R-BSSAID资源分配响应的关联响应帧。
此处，从主接入点接收R-BSSAID资源的分配可进一步包括：在中继设备已经与主接入点关联之后，向主接入点传输请求分配R-BSS资源的R-BSSAID资源请求帧；及从主接入点接收作为对R-BSSAID资源请求帧的响应的R-BSSAID资源响应帧。
此处，从主接入点接收R-BSSAID资源的分配可进一步包括：通过中继设备从主接入点接收参考AID信息，及利用参考AID信息通过中继设备获取R-BSSAID资源。
此处，参考AID可为中继设备的AID。
此处，获取R-BSSAID资源可包括：当参考AID基于寻呼ID(pageID)被设置时，在由参考AID指示的寻呼ID范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
此处，获取R-BSSAID资源可包括：当参考AID基于块索引被设置时，在由参考AID指示的块索引范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
此处，获取R-BSSAID资源可包括：当参考AID基于子块索引被设置时，在由参考AID指示的子块索引范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
此处，所述数据传输方法可进一步包括：通过中继设备向主接入点传输与被分配到关联至R-BSS的终端的AID和所述终端的媒体接入控制(MAC)地址有关的信息。
此处，数据传输方法可进一步包括：从主接入点接收数据帧；和当被包括在数据帧内的资源地址(SA)字段指示主接入点的MAC地址，目标地址(DA)字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的MAC地址，接收器地址(RA)字段指示中继设备的AID，以及发送器地址(TA)字段指示主接入点的MAC地址，向第一终端传输数据帧。
此处，数据传输方法可进一步包括：从主接入点接收数据帧；和当被包括在数据帧内的SA字段指示主接入点的MAC地址，DA字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的AID，RA字段指示中继设备的MAC地址，以及TA字段指示主接入点的MAC地址时，向第一终端传输数据帧。
此处，数据传输方法可进一步包括：从主接入点接收数据帧；和当被包括在数据帧内的SA字段指示主接入点的MAC地址，DA字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的AID，RA字段指示中继设备的AID，以及TA字段指示主接入点的MAC地址时，向第一终端传输数据帧。
有益效果
依据本发明，WLAN系统的无线传输效率能被提升。
附图说明
图1为显示用于执行根据本发明方法的站的实施例的框图；
图2为显示符合IEEE802.11的WLAN系统的配置的实施例的示意图；
图3为显示在中控型BSS中的终端关联过程的流程图；
图4为显示WLAN系统的中控型BSS的示意图；
图5为显示分层AID结构的实施例的框图；
图6为显示TIM信元(IE)的结构的实施例的框图；
图7为显示基于块编码的TIM的结构的实施例的框图；
图8为显示数据传输/接收的实施例的流程图；
图9为显示包含中继设备的WLAN系统的示意图；
图10为显示中继设备的逻辑配置的框图；
图11为显示根据本发明实施例的数据传输方法的流程图；
图12为显示基于寻呼ID指定的AID的实施例的框图。
图13为显示基于块索引指定的AID的实施例的框图。
图14为显示基于子块索引指定的AID的实施例的框图。
图15为显示根据本发明另一实施例的数据传输方法的流程图；和
图16为显示根据本发明进一步的实施例的数据传输方法的示意图；
具体实施方式
本发明可作各种变形并可具有不同实施例，并且具体实施例将会参照附图做详细的介绍。
然而，应当理解的是，这些实施例并非旨在限制本发明为具体公开的形式，而是包括了落入本发明精神和范围之内的所有的变型、等同物或者修饰。
诸如“第一”和“第二”的术语可用于描述不同的部件，但这些部件并非受限于这些术语。术语仅用于将一个部件与其它部件区分开。在不脱离基于本发明概念的范围的情形下，第一部件可按照类似的方式被指定为第二部件并且第二部件可被指定为第一部件。术语“和/或”包括多个相关项的组合或者多个相关项的任一个。
应当理解，指示第一部件“连接”或者“耦合”至第二部件的表述可包括第一部件利用插入其间的一些其它部件而被连接或者耦合至第二部件的情形，以及第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的情形。相反地，应当理解的是，指示第一部件“直接连接”或者“直接耦合”至第二部件的表述意味着第一和第二部件之间没有插入部件。
在本发明说明书中使用的术语仅用于描述具体实施例并非旨在限制本发明。单数表述包括了复数表述，除非在上下文中相反的说明被明确的指出。在本发明中，应当理解的是，诸如“包括”或者“具有”的术语仅旨在指示特征、数字、步骤、操作、部件、部分或者其组合的出现，而非意欲排除一个或者多个其它特征、数字、步骤、操作、部件、部分、和其组合将会出现或者附加的可能。
除非不同地定义，此处所用的包含技术或者科学术语的所有术语具有与本发明所属技术领域中普通技术人员通常理解的术语相同的含义。与常用字典中定义的那些相同的术语应解释为具有相关领域的上下文含义相同的含义，而非解释为理想的或者过度正式的含义，除非它们在本发明说明书中清楚地定义。
下文中，本发明的优选实施例将会参照附图描述。为了便于理解本发明下述描述中的本发明的全部部分，相同的附图标记用于指定附图中相同或者相似的元件，并且相同部件的重复描述将被省略。
本发明说明书中，站(STA)表示包含符合IEEE802.11协议的媒体接入控制(MAC)以及用于无线媒介的物理层接口的任意功能媒介。站可划分为接入点(AP)站(STA)和非AP站。AP站可以简称为接入点(AP)，以及非AP站可以简称为终端。
“站(STA)”可包括处理器和无线电收发器，并可进一步包括用户接口，显示设备等。处理器表示设计为产生通过无线网络传输的帧或者处理通过无线网络接收的帧的单元，并可执行不同的功能以控制站(STA)。无线电收发器表示与处理器功能连接的单元并且设计为通过无线网络传输并且接收用于站(STA)的帧。
“接入点(AP)”可表示集中控制器、基站(BS)、无线接入站、节点B、演进型节点B、中继器、移动多跳中继-BS(MMR-BS)、基站收发系统(BTS)、站点控制器等，并且可包括其功能的部分或者全部。
“终端(即非AP)”可表示无线传输/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、用户终端(UT)、接入终端(AT)、移动站(MS)、移动终端、用户单元、用户站(SS)、无线设备、移动用户单元等，并且可包括其功能的部分或者全部。
此处，终端可表示能够通信的台式电脑、便携式电脑、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、移动多媒体播放器(PMP)、掌上游戏机、导航设备、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、数字音频存储器、数字音频播放器、数字图片存储器、数字图片播放器、数字视屏存储器、数字视屏播放器等。
图1为显示用于执行根据本发明的方法的站的实施例的框图。
参照图1，站10可包括至少一个处理器11、存储器12、以及与网络20相连并配置为执行通信的网络接口设备13。站10可进一步包括输入接口设备14、输出接口设备15、以及存储设备16。包含在站10中的部件可通过总线17彼此相连，并然后执行彼此的通信。
处理器11可执行存储在存储器12和/或存储设备16中的程序指令。处理器11可表示中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、或者用于执行根据本发明方法的执行处理器。存储器12和存储设备16的每一个可执行为易失存储介质和/或非易失存储介质。例如，存储器12可执行为仅读存储器(ROM)和/或随机访问存储器(RAM)。
本发明的实施例应用于符合IEEE802.11协议的WLAN系统，并且还可应用于与符合IEEE802.11协议的WLAN系统一样的其它通信系统。
例如，本发明的实施例可应用于诸如无线个域网(WPAN)、无线体域网(WBAN)、无线宽带网络(WiBro)、或者微波存储全球互通(Wimax)的移动互联网，诸如全球移动通信系统(GSM)或者码分多址接入(CDMA)的2代(2G)移动通信网络，诸如宽带码分多址接入(WCDMA)或者CDMA2000的3G移动通信网络，诸如高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分组接入(HSUPA)的3.5G移动通信网络，诸如长期演进(LTE)或者LTE-升级版的4G移动通信网络，或者5G移动通信网络。
图2为显示符合IEEE802.11的WLAN系统的配置的实施例的示意图。
参照图2，符合IEEE802.11的WLAN系统可包括至少一个基础服务集(BSS)。BSS表示彼此成功同步并能够彼此通信的站(STA1，STA2(AP1)，STA3，STA4，STA5(AP2)，STA6，STA7，STA8)的集合，其并非表示特定区域的概念。
BSS可划分为中控型BSS以及独立型BSS(IBSS)。此处，BSS1和BSS2表示中控型BSS以及BSS3表示IBSS。
BSS1可包括第一终端STA1，用于提供分布服务的第一接入点STA2(AP1)，以及用于连接多址接入点STA2(AP1)以及STA5(AP2)彼此的分布系统(DS)。在BSS1中，第一接入点STA2(AP1)可管理第一终端STA1。
BSS2可包括第三终端STA3，第四终端STA4，用于提供分布服务的第二接入点STA5(AP2)，以及用于连接多址接入点STA2(AP1)以及STA5(AP2)彼此的分布系统(DS)。在BSS2中，第二接入点STA5(AP2)可管理第三终端STA3以及第四终端STA4。
BSS3表示以ad-hoc模式运行的IBSS。在BSS3中，不存在用作集中管理实体的接入点。也就是说，在BSS3中，终端STA6、STA7以及STA8以分布方式管理。在BSS3中，所有终端STA6、STA7以及STA8表示移动终端，并且接入到分布系统(DS)不被许可，因此构成了自封闭式网络。
接入点STA2(AP1)以及STA5(AP2)可通过无线介质为关联(associated)到那儿的终端STA1、STA3和STA4提供至分布系统(DS)的接入。在BSS1或者BSS2中终端STA1、STA3以及STA4之间的通信通常通过接入点STA2(AP1)或者STA5(AP2)执行，但是当直接链路在其间建立时，终端STA1、STA3和STA4之间的直接通信可被执行。
多个中控型BSS可通过分布系统(DS)而彼此连接。通过分布系统(DS)连接的多个BSS称为扩展服务集(ESS)。包含在ESS中的实体，即STA1、STA2(AP1)、STA3、STA4以及STA5(AP2)能够彼此通信，并且在同一ESS中执行无缝通信的同时任意终端STA1、STA3或者STA4可从单一BSS移动到另一BSS。
分布系统(DS)为用于允许一个接入点与另一接入点通信的机制。根据DS，接入点可为连接到在那管理的BSS的终端传输帧，或者可为已经移动到另一BSS的任意终端传输帧。进一步地，接入点可传输帧至外部网络或者从诸如有线网络的外部网络接收帧。只要其能够提供在IEEE802.11协议定义的预定分布服务，此类DS不必是网络并且不限于其形式。例如，分布系统可以是诸如网状网络的无线网络，或者连接接入点至彼此的物理结构。
在中控型BSS中的每个终端(STA)可与接入点(AP)相关联。当与接入点关联时，终端(STA)可传输并接收数据。
图3为显示在中控型BSS中执行的终端关联过程的流程图。
参照图3，在中控型IBSS中执行的STA关联过程可主要划分为探测AP的步骤(探测步骤)，对探测到的AP执行验证的步骤(验证步骤)，以及与验证已被执行的AP的关联步骤(关联步骤)。
终端(STA)利用被动扫描方法或者主动扫描方法可首先探测相邻AP。当使用被动扫描方法时，终端(STA)可通过监听(overhearing)从AP传输的信标而探测相邻AP。当使用主动扫描方法时，STA可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测相邻AP。
当检测到相邻AP时，STA可执行与每个检测到的AP的验证执行步骤。在此情形下，STA可执行与多个AP的验证执行步骤。符合IEEE802.11协议的验证算法可划分为用于彼此交换两个验证帧的开放系统算法以及用于彼此交换四个验证帧的共享密钥算法。
基于符合IEEE802.11协议的验证算法，STA可传输验证请求帧并从每个AP接收响应于验证请求帧的验证响应帧，从而完成与每个AP的验证。
当验证已被完成时，STA可执行与AP的关联步骤。在此情形下，STA可从已与其执行验证的AP中选择单个AP，并且可执行与选择AP的关联步骤。即，STA可传输关联请求帧至选择的AP，并从选择的AP接收响应于关联请求帧的关联响应帧，从而完成与选择AP的关联。
WLAN系统表示在其中符合IEEE802.11协议的多个通信实体可在无线连接状态下彼此交换数据的局域网。
图4为显示WLAN系统的中控型BSS的示意图。
参照图4，中控型BSS可包括单个接入点(AP)和多个终端STA1和STA2。AP可按照广播的方式传输包含其为唯一标识符的服务集ID(SSID)的信标帧。该信标帧可提供与AP的出现以及关联有关的信息至与AP不关联的终端，并且可通知与AP关联的终端传输至特定终端的数据的出现。
与AP不关联的每个终端可利用被动扫描方法或者主动扫描方法探测AP，并可从探测到的AP获得关联信息。在被动扫描方法的情形中，终端可通过从AP接收信标帧而探测AP。当使用主动扫描方法时，终端可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧而探测相邻AP。
基于从信标帧或者探测响应帧获得的关联信息，与AP不关联的每个终端可尝试与特定AP执行验证。验证成功的终端可传输关联请求帧至相应的AP，以及已接收关联请求帧的AP可传输包含终端AID的关联响应帧至终端。通过上述过程，终端可与AP关联。
图5为显示分层AID结构的实施例的框图。
参照图5，在IEEE802.11协议中，具有分层结构的AID可用于高效地管理多个终端。为单个终端分配的AID可包括寻呼ID、块索引、子块索引、以及终端比特索引(STA比特索引)。终端属于的组(即寻呼组、块组、或者子块组)可利用与个别字段相关的信息而被识别。
图6为显示传输指示图(TIM)信元(IE)的结构的实施例的框图。
参照图6，TIMIE可包括元素ID字段、长度字段、传输指示消息(DTIM)计数字段、DTIM周期字段、位图控制字段、以及部分虚拟位图字段。即，当待传输至终端的数据缓存在AP中时，TIMIE包括指示终端的AID相应的比特所需的信息，并且该信息可编码至位图控制字段以及部分虚拟位图字段中。
图7为显示基于块编码的TIM的结构的实施例的框图。
参照图7，在IEEE802.11协议中，TIM可基于块编码。单个编码块可包括块控制字段、块偏移字段、块位图字段、以及至少一个子块字段。
块控制字段可表示TIM的编码模式。即，块控制字段可表示块位图模式、单个AID模式、偏移+长度+位图(OLB)模式、或者逆位图模式。块偏移字段可表示编码块的偏移。块位图字段可表示指示在其中AID比特被设置的子块位置的位图。子块位图字段可表示指示在子块中AID位置的位图。
图8为显示数据传输/接收过程的实施例的流程图。
参照图8，接入点(AP)可按照广播的方式传输包含TIMIE的信标帧。以节电模式(PSM)运行的终端(STA)可在信标周期的间隔被唤醒并可接收信标帧，在信标周期中DTIM计数变为0。终端(STA)配置为，当包含在接收的信标帧中的TIM中对应其AID的比特被设置为“1”时，传输省电轮询(PS-Poll)帧至AP，从而通知AP终端(STA)准备接收数据。一旦接收到PS-轮询帧，AP可传输数据帧至相应的STA。
在WLAN系统中，通信实体(即接入点、终端等)基于载波检测多址接入(CSMA)/碰撞避免(CA)机制而共享无线信道并与其它实体竞争接入无线信道。首先，每个通信实体可在接入无线信道之前检测利用物理信道传感机制以及虚拟信道传感机制的无线信道的占用状态。
物理信道传感机制可通过信道传感实现，所述信道传感检测预定级别或者更高能量是否出现在无线信道中。当利用物理信道传感机制检测到预定级别或者更高的能量时，终端可确定无线信道被其它终端占用，并且因此可在等待随机退避期之后再次执行信道传感。同时，当利用物理信道传感机制检测到能量低于预定级别时，终端可确定无线信道处于空闲状态，以及然后可接入相应的无线信道并通过无线信道传输信号。
通过利用网络分配向量(NAV)计时器而设定预计信道占用时间，可实现虚拟信道传感机制。在WLAN系统中，一旦传输帧，通信实体可在帧头部的持续时间字段写入完成相应帧的传输所需的时间。当通过无线信道正常接收特定帧时，通信实体可基于接收帧头部的持续时间字段中的值而设定它自己的NAV计时器。当在NAV计时器期满之前接收新的帧时，通信实体可基于新接收到的帧头部的持续时间字段中的值而更新NAV计时器。当NAV计时器期满时，通信实体可确定无线信道的占用已被释放，而后可竞争接入无线信道。
通信实体可支持基于不同调制机制和不同信道编码速率的物理层的多种数据速率。总的来说，物理层高数据速率能够在短的无线信道占用时间期间传输大量的数据，但是需要高的信号质量。相反，物理层低数据速率使得即便在低信号质量下仍能够传输数据，但是需要相对长的无线信道占用时间。
由于无线信道的资源在通信实体之间共享，仅当特定通信实体占用无线信道的时间期间最大数量的数据被传输时，WLAN系统的整体容量可增加。即，当终端以物理层最高可能数据速率传输数据至AP以及从AP接收数据时，WLAN系统的整体容量可增加。当由于AP和终端之间的短距离，信号质量足够可靠时，物理层最高数据速率可实现。如果终端远离AP，物理层数据速率变低，因此导致了WLAN系统整体容量的降低。
在用于为位于大范围区域中多个传感器终端提供通信服务的WLAN系统中，可出现仅利用单个AP的信号输出，数据无法传输至全部区域的情形。即，可能出现不支持通信服务的传感器终端。同时，由于低功率传感器终端具有低信号输出，在其中WLAN系统能够传输上行数据的范围可能进一步缩小。
特别地，由于位于AP覆盖范围中的终端显示差的信号质量，终端以低的物理层数据速率执行与AP的通信。因此，WLAN系统的整体容量大幅降低。进一步地，当利用低的物理层数据速率时，为了传输相同数量的数据，低功率终端必须被唤醒更长的时间，因此功耗增大。
图9为显示包括中继设备的WLAN系统的示意图。
参照图9，主接入点(主-AP：M-AP)，第一中继设备R1，第二中继设备R2，以及第五终端STA5可形成主BSS。第一中继设备R1，第一终端STA1，以及第二终端STA2可形成第一中继BSS。第二中继设备R2，第三终端STA3，以及第四终端STA4可形成第二中继BSS。中继设备R1和R2可位于在主接入点(M-AP)与终端STA1、STA2、STA3以及STA4之间的信号质量衰退的地方。第一中继设备R1可中继在主接入点(M-AP)与第一和第二终端STA1以及STA2之间传输的数据。第二中继设备R2可中继在主接入点(M-AP)与第三和第四终端STA3以及STA4之间传输的数据。即，主接入点(M-AP)的物理区域可通过中继设备R1和R2扩展。
图10为显示中继设备的逻辑配置的框图。
参照图10，中继设备可包括用作主接入点(M-AP)的中继终端(R-STA)，以及用作用于扩展区域中的终端的接入点的中继接入点(R-AP)。
根据与正常终端一样的过程，中继终端(R-STA)可通过接收信标帧或者从主接入点(M-AP)传输的探测响应帧而探测主接入点(M-AP)。此后，中继终端(R-STA)可顺序地执行与探测的主接入点(M-AP)的验证过程以及与M-AP的关联过程。
中继终端(R-STA)可中继在主接入点(M-AP)与线端终端之间传输的数据。在此情形下，中继终端(R-STA)可中继利用4-地址字段传输的数据。所述4-地址字段包括：指示数据最终目标地址的目标地址(DA)字段，指示产生数据地方的地址的源地址(SA)字段，指示物理地传输包含数据的帧的通信实体的地址的发送器地址(TA)字段，以及指示物理地接收包含数据的帧的通信实体的地址的接收器地址(RA)字段。
例如，当期望通过中继设备传输数据至线端终端时，主接入点(M-AP)可如下配置并传输数据帧的头部地址字段。
-TA字段：主接入点(M-AP)的地址(也就是，MAC地址)
-RA字段：中继设备的地址(也就是，MAC地址)
-DA字段：线端终端的地址(也就是，MAC地址)
-SA字段：主接入点(M-AP)的地址(也就是，MAC地址)
中继终端(R-STA)可将从中继接入点(R-AP)接收的数据帧发送至主接入点(M-AP)，并可将从主接入点(M-AP)接收的数据帧发送至中继接入点(R-AP)。
当中继终端(R-STA)以及主接入点(M-AP)彼此关联并且获得传输路径时，中继接入点(M-AP)可周期地传输包含与主接入点(M-AP)的标识符相同的标识符(SSID)的信标帧。此外，中继接入点(R-AP)可响应于来自线端终端的探测请求帧而传输探测响应帧，响应于来自线端终端的验证请求帧而传输验证响应帧，以及响应于来自线端终端的关联请求帧而传输关联响应帧。即，中继接入点(R-AP)可执行与主接入点(M-AP)同样的功能。
位于中继设备附近的线端终端可关联(associated)至位于距线端终端比距主接入点(M-AP)更近的中继-AP(R-AP)，并可保证高信号质量，因此能够使得数据以高物理层数据速率传输。
中继接入点(R-AP)可生成包括指示符的信标帧并可传输生成的信标帧，所述指示符指示R-AP本身为用于中继在主接入点(M-AP)与线端终端之间传输的数据的通信实体。此类指示符可利用信标帧中的一个比特或者利用主接入点(M-AP)的地址字段而被定义。
中继接入点(R-AP)可按照与中继终端(R-STA)相同的方式利用4-地址字段而向线端终端传输数据帧。可选地，当SA字段与TA字段相同时，中继接入点(M-AP)可利用3-地址字段(SA＝TA，RA以及DA)而向线端终端传输数据帧。可选地，中继接入点(M-AP)可利用2-地址字段(RA、TA)而向线端终端传输数据帧。当数据帧通过3-地址字段(SA＝TA、RA、DA)或2-地址字段(RA、TA)从线端终端被接收时，中继接入点(R-AP)可向中继终端(R-STA)传输相应的数据帧。
图11为显示根据本发明实施例的数据传输方法的流程图。
参照图11，主接入点(M-AP)可服务主-BBS(M-BBS)，并且中继设备R可属于M-BBS。中继设备R可服务中继-BBS(R-BBS)，并且第一终端STA1和第二终端STA2可属于R-BSS。
当主接入点(M-AP)的验证过程被完成时，中继设备R可执行关联过程。也就是说，中继设备R可传输关联请求帧至主接入点(M-AP)(S100)。此处，关联请求帧可包括指示符，所述指示符请求属于R-BSS的终端的AID资源的分配。
当关联请求帧从中继设备R被接收时，主接入点(M-AP)可获得包括在关联请求帧内的指示符，并可随后判定属于基于指示符的R-BSS的终端的AID资源分配请求。因此，主接入点(M-AP)可向中继设备R传输关联相应帧，所述关联相应帧包括属于R-BSS的终端的被用于分配AID的参考AID(S110)。此处，参考AID表示中继设备R的AID。同时，参照上述图5，当AID被分层地配置时，参考AID可基于寻呼ID、基于块索引或基于子块索引被设置。
当关联响应帧从主接入点(M-AP)被接收时，基于被包括在关联响应帧内的参考AID，中继设备R可向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配AID(S120)。例如，当参考AID基于寻呼ID被设置时，在由参考AID指示的寻呼ID范围内，中继装置R可向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。当参考AID基于块索引被设置时，在由参考AID指示的块索引范围内，中继装置R可向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。当参考AID基于子块索引被设置时，在由参考AID指示的子块索引范围内，中继装置R可向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。
图12为显示基于寻呼ID指定的AID的实施例的框图。
参照图12，主接入点(M-AP)可基于寻呼ID指定属于R-BSS的通信实体的AID的范围。例如，主接入点(M-AP)可分配“1100000000000b”为中继设备R的AID。在这种情况下，中继设备R可在由其自己的AID指示的寻呼ID(也就是，寻呼ID组3(11b))的范围内分配AID至属于R-BSS的终端的。就是说，中继设备R可在“1100000000001b”至“1111111111111b”的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。同时，主接入点(M-AP)可在寻呼ID组0至2(00b、01b、10b)的范围内分配AID至属于M-BSS的其它通信实体(例如，中继设备、终端等等)。根据这种配置，构成无线局域网系统的通信实体可利用AID被鉴定，所述AID为唯一标识符。
图13为显示基于块索引指定的AID的实施例的框图。
参照图13，主接入点(M-AP)可基于块索引指定属于R-BSS的通信实体的AID的范围。例如，主接入点(M-AP)可分配“0000001000000b”为中继设备R的AID。在这种情况下，中继设备R可在由其自己的AID指示的块索引的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。就是说，中继设备R可在“0000001000001b”至“0000001111111b”的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。
图14为显示基于子块索引指定的AID的实施例的框图。
参照图14，主接入点(M-AP)可基于子块索引指定属于R-BSS的通信实体的AID的范围。例如，主接入点(M-AP)可分配“0000000001000b”为中继设备R的AID。在这种情况下，中继设备R可在由其自己的AID指示的子块索引的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。就是说，中继设备R可“0000000001001b”至“0000000001111b”的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。
回顾图11，中继设备R可传输与被分配至属于R-BSS的终端的AID资源有关的信息至主接入点(M-AP)(S130)。此时，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输属于R-BSS的终端的MAC地址和与被分配至相应的终端的AID资源有关的信息。例如，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输第一终端STA1的MAC地址和AID，并可向主接入点(M-AP)传输第二终端STA2的MAC地址和AID。
当有被传输至第一终端STA1的数据帧时，主接入点(M-AP)可以如下方式配置包括在相应的数据帧内的地址字段。
地址字段的第一实施例
-RA字段：中继设备R的MAC地址
-TA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-SA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-DA字段：第一终端STA1的MAC地址
地址字段的第二实施例
-RA字段：中继设备R的MAC地址
-TA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-SA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-DA字段：第一终端STA1的AID
地址字段的第三实施例
-RA字段：中继设备R的AID
-TA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-SA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-DA字段：第一终端STA1的MAC地址
地址字段的第四实施例
-RA字段：中继设备R的AID
-TA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-SA字段：主接入点(M-AP)的MAC地址
-DA字段：第一终端STA1的AID
主接入点(M-AP)可向中继设备R传输以上述方式配置的包括地址字段的数据帧(S140)。当数据帧从主接入点(M-AP)被接收时，中继设备R可通过被包括在数据帧的地址字段识别：数据帧的最终目标是第一终端STA1。因此，中继设备R传输数据帧至第一终端STA1(S150)。同时，当从中继设备R向第一终端STA1传输的数据帧被获取时，主接入点(M-AP)可判定：中继设备R已经成功地接收数据帧。也就是说，主接入点(M-AP)可将从中继设备R传输至第一终端STA1的数据帧作为M-AP已经传输至中继设备R的数据帧的ACK帧。或者，当数据帧从主接入点(M-AP)已经成功地被接收时，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输作为对其响应的ACK帧。当数据帧从中继设备R已经成功地被接收时，第一终端STA1可向中继设备R传输作为对其响应的ACK帧。
图15为显示根据本发明的另一实施例的数据传输方法的流程图。
参照图15，主接入点(M-AP)可服务M-BBS，并且中继设备R可属于M-BBS。中继设备R可服务中继R-BBS，并且第一终端STA1和第二终端STA2可属于R-BSS。
在关联主接入点(M-AP)之后，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输AID资源请求帧，以致请求M-AP分配属于R-BSS的终端的AID资源(S200)。如下述表1所示，AID资源请求帧可包括关于请求分配属于R-BSS的终端的AID资源的指示符的信息和关于AID资源的大小(或数量)的信息。
表1
命令 信息
1 请求分配AID资源的的指示符
2 AID资源的大小(或数量)
当AID资源请求帧被接收时，主接入点(M-AP)可从AID资源请求帧中获取关于请求分配属于R-BSS的终端的AID资源的的指示符的信息和关于AID资源的大小(或数量)的信息。也就是说，通过AID资源请求帧，主接入点(M-AP)可核查分配属于R-BSS的终端的AID资源的请求，并核查需要AID资源的大小(或数量)。基于所述被包括在AID资源请求帧，主接入点(M-AP)可生成AID资源响应帧，所述AID资源响应帧包括关于属于R-BSS的终端的AID资源的信息，并可向中继设备R传输AID资源响应帧(S210)。
R-BSS的AID资源信息可为用于属于R-BSS的终端的AID的范围。进一步地，AID资源信息可被指定，以致AID的范围与用于属于M-BSS的终端的AID的范围不重叠。例如，参照上述图12，关于AID资源的信息可基于寻呼ID被指定。在这种情况下，主接入点(M-AP)可指定“1100000000001b”至“1111111111111b”的范围为属于R-BSS的终端的AID的范围。或者，参照上述图13，关于AID资源的信息可基于块索引被指定。在这种情况下，主接入点(M-AP)可指定“0000001000001b”至“0000001111111b”的范围为属于R-BSS的终端的AID的范围。或者，参照上述图14，AID资源信息可基于子块索引被指定。在这种情况下，主接入点(M-AP)可指定“0000000001001b”至“0000000001111b”的范围为属于R-BSS的终端的AID的范围。
如下述表2所示，AID资源响应帧可包括关于指示属于R-BSS的终端的AID资源被分配的指示符的信息、指示AID起始点的信息、和关于AID资源的大小(或数量)的信息。AID范围可被AID的起始点和AID资源的大小(或数量)定义。
表2
命令 信息
1 指示AID资源的分配的指示符
2 AID的起始点
3 AID资源的大小(或数量)
当AID资源响应帧从主接入点(M-AP)被接收时，基于被包括在AID资源响应帧内的AID资源信息，中继设备R可向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配AID(S220)。例如，当从主接入点(M-AP)接收的AID的范围基于寻呼ID被指定时，在指定范围内的寻呼ID基础时，中继装置R可在指定的寻呼ID范围内向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。当从主接入点(M-AP)接收的AID的范围基于块索引被指定时，中继装置R可在指定的块索引范围内向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。当从主接入点(M-AP)接收的AID的范围基于子块索引被指定时，中继装置R可在指定的子块索引范围内向属于R-BSS的第一终端STA1和第二终端STA2分配不同的AID。
中继设备R可传输与被分配至属于R-BSS的终端的AID资源有关的信息至主接入点(M-AP)(S230)。在这种情况下，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输属于R-BSS的终端的MAC地址和关于被分配至相应的终端的AID资源的信息。例如，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输第一终端STA1的MAC地址和AID，并可向主接入点(M-AP)传输第二终端STA2的MAC地址和AID。
当具有被传输至第一终端STA1的数据帧时，主接入点(M-AP)根据以上述方式描述的“地址字段的第一实施例”、“地址字段的第二实施例”、“地址字段的第三实施例”或“地址字段的第四实施例”可配置被包括在相应的数据帧内的地址字段。也就是说，主接入点(M-AP)可配置被包括在数据帧内的地址字段的DA字段为第一终端STA1的AID，或配置被包括在数据帧内的地址字段的RA字段为中继设备R的AID。
主接入点(M-AP)可向中继设备R传输以此种方式配置的包括地址字段的数据帧(S240)。当数据帧从主接入点(M-AP)被接收时，中继设备R可通过被包括在数据帧的地址字段识别：数据帧的最终目标是第一终端STA1。因此，中继装置R传输数据帧至第一终端STA1(S250)。同时，当从中继装置R向第一终端STA1传输的数据帧被获取时，主接入点(M-AP)可判定：中继设备R已经成功地接收数据帧。也就是说，主接入点(M-AP)可将从中继设备R传输至第一终端STA1的数据帧作为M-AP已经传输至中继设备R的数据帧的ACK帧。或者，当数据帧从主接入点(M-AP)已经成功地被接收时，中继设备R可向主接入点(M-AP)传输作为对其响应的ACK帧。
当数据帧从中继设备R已经成功地被接收时，第一终端STA1可向中继设备R传输作为对其响应的ACK帧(S260)。
图16为显示根据本发明进一步的实施例的数据传输方法的示意图。
参照图16，主接入点(M-AP)可服务M-BBS，并且中继设备R可属于M-BBS。中继设备R可服务中继R-BBS，并且第一终端STA1可属于R-BSS。此处，中继设备R的AID可基于参照上述图11的AID分配方式被分配。属于R-BSS的第一终端STA1的AID可基于参照上述图11的AID分配方式或参照上述图15的AID分配方式被分配。
当具有被传输至第一终端STA1的数据时，主接入点(M-AP)可在TIM内设置第一终端STA1的AID比特以致于指示数据的存在，主接入点(M-AP)可生成包括TIM的信标帧，第一终端STA1的AID比特被设置在所述TIM内，并且主接入点(M-AP)可传输被生成的信标帧。
当信标帧从主接入点(M-AP)被接收时，中继设备R可识别：属于R-BSS的第一终端STA1的AID比特被设置在被包括在信标帧内的TIM内，并且中继设备R可基于AID比特判定：被传输至第一终端STA1的数据被缓存在主接入点内(M-AP)。中继设备R可将第一终端STA1的AID比特设置在TIM内从而提供具有被传输至第一终端STA1的数据的通知，中继设备R可生成包括TIM的信标帧，第一终端STA1的AID比特被设置在所述TIM内，并且中继设备R可传输被生成的信标帧。
当信标帧从中继设备R被接收时，第一终端STA1可识别：其自己的AID比特被设置在被包括在信标帧内的TIM。就是说，第一终端STA1可意识到：存在被传输至其的数据。第一终端STA1可请求：通过传输PS-Poll帧(或者触发帧)至中继设备R的数据传输。此处，通过设置被包括在PS-Poll帧(或者触发帧)的信号(SIG)字段的响应指示延迟(RID)比特为“b00”，第一终端STA1指示在PS-Poll帧(或者触发帧)的传输之后ACK帧被传输。
当PS-Poll帧(或者触发帧)从第一终端STA1被接收，中继设备R判定第一终端STA1已被唤醒，并且随后传输作为响应PS-Poll帧(或者触发帧)的ACK帧。此时，通过将被包括在ACK帧中的SIG字段的RID比特设置为“b11”，中继设备R可指示在传输ACK帧后传输数据帧。
同时，主接入点(M-AP)不能接收从第一终端STA1传输的PS-Poll帧(或者触发帧)，但是可接收从中继设备R传输来的作为响应PS-Poll帧(或者触发帧)的ACK帧。因此，当从中继设备R传输的ACK帧被接收时，主接入点(M-AP)判定第一终端STA1已被唤醒，并且可随后传输数据至中继设备R。此处，通过将被包括在数据帧中的SIG字段的RID比特设置为“b00”，主接入点(M-AP)指示在传输数据帧后传输ACK帧。
当数据帧已被成功接收时，中继设备R可传输作为对其响应的ACK帧至主接入点(M-AP)。此时，通过将被包括在ACK帧中的SIG字段的RID比特设置为“b11”，中继设备R可指示在传输ACK帧后传输数据帧。
此后，中继设备R传输数据帧至第一终端STA1。此时，通过将被包括在数据帧中的SIG字段的RID比特字段设置为“b00”，中继设备R指示在传输数据帧后传输ACK帧。当数据帧已经成功地被接收时，第一终端STA1可向中继设备R传输ACK帧。在这种情况下，通过将被包括在ACK帧的SIG字段的RID比特设置为“b10”，第一终端STA1可指示在传输ACK帧后无帧被传输。
同时，当需要以广播(或多路广播)的方式向属于R-BSS的终端传输数据帧时，主接入点(M-AP)可在TIM内设置被分配至中继设备R的单独的广播/多路广播的AID比特，所述中继设备R服务R-BSS。此时，分配至中继设备R的AID可代替广播/多路广播的AID。主接入点(M-AP)可生成包括TIM的信标帧，中继设备R的AID比特被设置在所述TIM内，并且主接入点(M-AP)传输被生成的信标帧。也就是说，中继设备R的AID可被用作用于广播(或多路广播)传输至属于R-BSS的终端的指示符。
当信标帧从主接入点(M-AP)被接收时，中继设备R可识别：其自己的AID比特被设置在被包括在信标帧内的TIM内，并且中继设备R可基于AID比特判定：被以广播(或多路广播)的方式传输至属于R-BSS的终端的数据被缓存在主接入点(M-AP)内。因此，中继设备R可设置在TIM内的属于R-BSS的所有终端的AID比特，中继设备R生成包括TIM信标帧，所述属于R-BSS的所有终端的AID比特被设置在所述TIM内，并且中继设备R传输被生成的信标帧。
当信标帧被从中继设备R被接收时，属于R-BSS的终端可识别：它们自己的AID比特被设置在被包括在信标帧内的TIM内，属于R-BSS的终端可基于AID比特判定：存在被传输至其的数据。属于R-BSS的终端可通过向中继设备R传输PS-Poll帧(或触发帧)请求中继设备R传输数据帧。
当PS-Poll帧(或者触发帧)从属于R-BSS的终端被接收，中继设备R判定属于R-BSS的终端已被唤醒，并且可随后传输作为对PS-Poll帧(或者触发帧)响应的ACK帧。
同时，主接入点(M-AP)不能接收从属于R-BSS的终端传输的PS-Poll帧(或者触发帧)，但是可接收从中继设备R传输来的作为对PS-Poll帧(或者触发帧)响应的ACK帧。因此，当从中继设备R传输的ACK帧被接收时，主接入点(M-AP)可判定：属于R-BSS的终端已被唤醒，并且可随后传输数据至中继设备R。
当数据帧已被成功接收时，中继设备R可传输作为对数据帧响应的ACK帧至主接入点(M-AP)。此后，中继设备R以广播(或多路广播)的方式向属于R-BSS的终端传输数据帧。
根据本发明，主接入点可通过中继设备而扩展服务区域。由于终端可通过中继设备保证高质量链路，数据能够高速传输。也就是说，中继设备被使用，并且无线信道的利用率由此改进，并且终端占用的功率量可被降低。
进一步地，主接入点可直接管理属于R-BSS的线端终端的AID。因此，通过中继设备向线端终端传输数据帧时，主接入点可容易地设置在TIM内的线端终端的AID。在发送从主接入点接收的数据帧至线端终端的过程中，中继设备可容易地映射数据帧的目标地址。
进一步地，中继设备的AID可被用作用于广播(或多路广播)传输至属于相应的R-BSS的线端终端的指示符。因此，主接入点可利用中继设备的AID来向属于R-BSS的终端广播(或多路广播)数据帧。
进一步地，当主接入点通过中继设备向线端终端传输数据帧时，代替中继设备的MAC地址的中继设备的AID可被用作数据帧的接收地址(也就是，RA字段)，并且因此数据帧的长度可被缩减。
进一步地，当数据帧通过中继设备被传输至线端终端时，主接入点可利用代替线端终端的MAC地址的线端终端的AID作为数据帧的目标地址(也就是，DA字段)，并且因此数据帧的长度可被缩减。
本发明的实施例可以以程序指令的形式实现，该程序指令可通过不同类型的计算机设备执行，并可存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可单独包括程序指令、数据文件、以及数据结构，或者包括它们的组合。存储在计算机可读介质上的程序指令可专门设计并配置用于本发明的实施例，或者为具有计算机软件领域的普通知识的人员所知或者可得到。
计算机可读存储介质的示例包括专门配置为存储和执行程序指令的所有类型的硬件设备，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及闪存。硬件设备可配置为运行按顺序执行根据本发明实施例的操作的一个或者多个软件模块，反之亦然。程序指令的示例包括机器语言代码，例如编译器创建的代码，以及利用注释器或者类似物的通过计算机执行的高级语言代码。
尽管结合实施例介绍了本发明，本领域技术人员将会理解在不脱离如附随权利要求书所公开本发明的精神和范围的前提下，本发明可做出各种形式的调整和修饰。

Claims (13)

1.一种数据传输方法，其利用在主接入点和终端之间的中继设备中继帧传输，其中：
主接入点形成服务终端的主基础服务集(M-BSS)，和
中继设备形成服务终端的中继基础服务集(R-BSS)，并且中继设备与主接入点关联以中继在主接入点和属于R-BSS的终端之间的帧传输，所述方法包括：
通过中继设备从主接入点接收被分配到关联至R-BSS的终端的R-BSS关联标识符(AID)资源的分配；及
通过中继设备将R-BSSAID资源中的AID分配到关联至R-BSS的终端。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中R-BSSAID资源与M-BSSAID资源不重叠，所述M-BSSAID资源通过主接入点被分配到关联至M-BSS的终端。
3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中从主接入点接收R-BSSAID资源的分配进一步包括：
通过中继设备向主接入点传输请求分配R-BSSAID资源的关联请求帧；及
通过中继设备从主接入点接收作为对关联请求帧的响应的包括R-BSSAID资源分配响应的关联响应帧。
4.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中从主接入点接收R-BSSAID资源的分配进一步包括：
在中继设备已经与主接入点关联之后，向主接入点传输请求分配R-BSS资源的R-BSSAID资源请求帧；及
从主接入点接收作为对R-BSSAID资源请求帧的响应的R-BSSAID资源响应帧。
5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其中从主接入点接收R-BSSAID资源的分配进一步包括：
通过中继设备从主接入点接收参考AID信息。
利用参考AID信息通过中继设备获取R-BSSAID资源。
6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其中参考AID是中继设备的AID。
7.根据权利要求5所述的数据传输方法，其中获取R-BSSAID资源包括：
当参考AID基于寻呼ID被设置时，在由参考AID指示的寻呼ID范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
8.根据权利要求5所述的数据传输方法，其中获取R-BSSAID资源包括：
当参考AID基于块索引被设置时，在由参考AID指示的块索引范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
9.根据权利要求5所述的数据传输方法，其中获取R-BSSAID资源包括：
当参考AID基于子块索引被设置时，在由参考AID指示的子块索引范围内获取被分配至中继设备的R-BSSAID资源的范围。
10.根据权利要求1所述的数据传输方法，还包括：
通过中继设备向主接入点传输与被分配到关联至R-BSS的终端的AID和所述终端的媒体接入控制(MAC)地址有关的信息。
11.根据权利要求10所述的数据传输方法，还包括：
从主接入点接收数据帧；及
当被包括在数据帧内的资源地址(SA)字段指示主接入点的MAC地址，目标地址(DA)字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的MAC地址，接收器地址(RA)字段指示中继设备的AID，以及发送器地址(TA)字段指示主接入点的MAC地址时，向第一终端传输数据帧。
12.根据权利要求10所述的数据传输方法，还包括：
从主接入点接收数据帧；及
当被包括在数据帧内的SA字段指示主接入点的MAC地址，DA字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的AID，RA字段指示中继设备的MAC地址，以及TA字段指示主接入点的MAC地址时，向第一终端传输数据帧。
13.根据权利要求10所述的数据传输方法，还包括：
从主接入点接收数据帧；及
当被包括在数据帧内的SA字段指示主接入点的MAC地址，DA字段指示属于中继设备的BSS的第一终端的AID，RA字段指示中继设备的AID，以及TA字段指示主接入点的MAC地址时，向第一终端传输数据帧。
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