CN1534940A - 在通信系统中发送报文的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在通信系统中发送报文的装置和方法。用于通信系统的报文发送方法包括步骤：a)从上层接收服务质量(QoS)信息和数据速率信息，b)从下层接收无线站的信道状态信息，以及c)根据所接收的信息来产生聚合报文，并且将所产生的聚合报文发送到媒体存取控制(MAC)层。

Description

在通信系统中发送报文的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种在通信系统中发送报文数据的装置和方法，更特别地，本发明涉及一种在通信系统中聚合地发送报文数据的装置和方法。
背景技术
代表性地，在低层的发送媒体上发送通信系统中使用的报文数据，并且将报头信息设置在报文的前部，以便在媒体存取控制(MAC)层中执行发送控制功能。如此的报文发送系统采用附加外的帧来执行诸如连接控制、流控制等的附加功能，并且将新的地址分配到所述帧来实现如此的附加功能。
报文数据发送系统可以根据各种协议的特点来使用空闲时间。例如，使用载波检测多路存取(CSMA)的IEEE 802.11 MAC协议防止了在使用诸如分布式帧内空间(DIFS)的空闲时间周期或传输延迟(back-off time)，并且在已经完成数据发送之后并经过短期帧内间隔(SIFS)时间之后接收确认(ACK)信号。
MAC协议10需要如图1中所示的用于发送数据14的一些开销(overhead)。但是，这些开销可以使MAC层的数据吞吐量(throughput)变得恶化。因此，已经采用了报头压缩方案和报文聚合方案来如此开销的最小长度。
增加为英特网协议(IPv6)分配的字段长度和增加可选字段时，报头压缩方案防止增加报头尺寸。
报文聚合方案被采用来通过增加发送报文的长度来增强数据吞吐量。如果提供了具有相同长度的开销和发送报文的长度是长的，则报文聚合方案产生高的数据吞吐量，反之当发送报文的长度是短的时，报文聚合方案产生低的数据吞吐量。
参照图2，将具有相同尺寸的开销16分别增加到单个报文22，以便发送数据“1”18和数据“2”20。在这种情况中，如果使用了报文聚合方案，则将数据“1”18和数据“2”20收集进一个报文24中，并且仅仅将一个开销26增加到数据“1”18和数据“2”20上，从而由于省略了一个开销而导致所需要的资源的减少。
但是，上述的报文聚合方案具有下列的缺点。首先，报文聚合方案必须将同样的目的地地址分配给要发送的每一个报文。如果通过使用多播或广播地址来收集和发送具有不同的目的地地址的报文，则报文聚合方案不能接收ACK信号，导致不可靠的报文发送。
第二，报文聚合方案不能给用户提供高的服务质量(QoS)特性。因为需要如此QoS特性的报文具有必须被维持的同样的延迟和抖动特性，顺序的报文聚合不能维持QoS特性。
发明内容
因此，按照上述问题而做出了本发明，和本发明的一个目标是提供一种用于解决当收集具有不同的目的地地址的报文时所产生的问题、和支持QoS功能的装置和方法。
根据本发明，通过提供用于通信系统的报文发送方法能够实现上述和其它的目标，所述报文发送方法包括如下步骤：a)从上层接收QoS信息和数据速率信息；b)从下层接收无线站的信道状态信息；和c)根据所接收的信息来产生聚合报文，以及将所产生的聚合报文发送到MAC层。
附图说明
根据下面结合附图的详细的描述，本发明的上述和其它目标、特征和其它优点将被更加清楚地理解，其中：
图1是说明现有的报文数据的帧结构的视图；
图2是说明现有的报文聚合方案的视图；
图3是说明根据本发明的优选实施例的报文聚合方案的视图；
图4是说明根据本发明的优选实施例的多播聚合报文的视图；
图5是说明根据本发明的优选实施例的单播聚合报文的视图；
图6是说明根据本发明的优选实施例的图3中所示的聚合模块及其相关联的操作的详细的方框图的视图；
图7是说明根据本发明的优选实施例的图6中所示的分类模块的详细的方框图的视图；
图8是根据本发明的优选实施例的其中无线站将报文发送到无线接入点的情况的概念性图；
图9是说明根据本发明的优选实施例的在无线站中使用的聚合报文的发送/接收操作的视图；
图10是根据本发明的优选实施例的其中无线接入点将报文发送到无线站的情况的概念性图；
图11是说明根据本发明的优选实施例的在无线接入点处的聚合报文的发送/接收操作的视图。
具体实施方式
将参照附图来详细地描述本发明的优选实施例。在附图中，用相同的标号标识相同或相似的元件，即使它们在不同的附图中被描述。在下列的描述中，当本发明所引入的已知的功能和配置可能使本发明的主题不清楚时，将省略本发明所引入的已知的功能和配置的详细的描述。
本发明涉及一种用于在通信系统中产生/发送帧的装置和方法。
现在将参照显示报文产生器的图3来详细地描述本发明的原理。参照图3，本发明的通信系统包括聚合模块300、上层310和媒体存取控制(MAC)层。聚合模块300收集从上层310接收的报文，并且将所收集的报文发送到MAC层330。聚合模块300产生所有与所收集的报文相关联的决定，并且控制所收集的报文的产生和处理。聚合模块300从上层310接收服务质量(QoS)会话信息和缓冲区状态信息，并且基于所接收的信息来获得可识别的数据速率信息。MAC层330利用本发明接收无线站的信道状态信息。聚合模块300基于先前所接收的信息来收集报文，并且将利用所接收的信息而产生的聚合报文发送到MAC层330。
当解决具有不同的目的地地址的报文的聚合问题时，本发明采用已被分类成多播聚合报文和单播聚合报文的聚合报文来支持QoS功能。
参照图4，多播聚合报文332将具有不同的目的地地址336的报文334包括在一个多播报文中。因此，目的地地址等于多播地址340，以及包含指示所收集的数据报文的数目的数据计数信息。数据部分包括多个由目的地地址336、数据长度338、和单个报文334的数据所组成的报文信息。
参照图5，单播聚合报文342将具有相同的目的地地址346的多个报文344收集在一个单播报文中。单播聚合报文342不需要与多播聚合报文340(图4)不同的目的地地址。因此，除了如此的目的地地址之外，单播聚合报文342具有与多播聚合报文332(图4)相同的格式。
参照图6，从上层310(图3)下载到聚合模块300的信息是用于每一个会话的QoS参数620，和从下层接收的信息是单个无线站(未示出)的信道状态信息640。聚合模块300从队列610接收数据速率参数和当上层310(图3)和下层(图？)接收信息时产生站状态表信息630，并且将所产生的站状态表信息630发送到报文分类模块600。分类模块600通过使用规定的方法来产生多播报文或单播报文，并且将所产生的报文发送到下层(图？)。
参照图7，分类模块600包括用于基于来自站状态表630的信息和来自队列610的数据速率来以参数的形式构造存储在队列610中的报文的报文分析仪710，以及将由参数所表示的已构造报文发送到聚合分析仪730。聚合分析仪730确定怎么使用从报文分析仪710接收的信息来收集报文，并且产生已分组的报文。根据聚合分析仪730的控制信号将单个已分组报文发送到多播聚合报文产生器750或单播聚合报文产生器760。换句话说，聚合分析仪730确定报文的聚合方法。
可以将具有相同的QoS方法的报文都包括在相同的组中，并且该具有相同的QoS方法的报文可以应用到所有聚合方法中。在具有保证可靠的传输的无线信道状态的无线站中所使用的报文可以使用多播聚合方法。在具有不保证如此可靠的传输的其它无线信道状态的其它报文可以使用单播聚合方法。
聚合报文产生器由多播聚合报文产生器750和单播聚合报文产生器760所组成，并且根据聚合分析仪730的控制信号来产生多播聚合报文或单播聚合报文。更加详细地说，多播聚合报文产生器750和单播聚合报文产生器760收集图4和5中所示的已分组的报文。如图6和7中所示，根据无确认(No-ACK)策略将多播聚合发送到MAC层，以及根据确认(ACK)策略将单播聚合发送到MAC层。因为仅仅将多播聚合报文发送到用于执行可靠的传输的无线站，所以即使使用无确认(No-ACK)策略将它们发送，也能保证可靠的传输。
图8显示了根据本发明的优选实施例的用于将报文发送到无线接入点的无线站的概念性图。在所示的例子中，IEEE 802.11站(STA)702将报文发送到无线接入点(AP)704。用作无线站的站702无条件地将报文发送到无线AP704，而不考虑目的地地址，使得通过使用单播聚合方法可发送所有的报文。
图9说明根据本发明的优选实施例的在无线站中使用的聚合报文的发送/接收操作。由应用程序910产生传输数据。所产生的传输数据被存储在缓冲管理器920中并且由聚合模块930来收集。聚合模块930基于缓冲器状态信息来收集与MAC层的MAX_FRAME_SIZE数据一样多的报文，以及将所收集的报文(也称为聚合报文)发送到帧产生器940，该帧产生器940将一个报头增加到所述聚合报文上。通过帧发送器950将具有报头的聚合报文发送到AP704(图8)。
以帧接收器990到帧分析仪980到聚合分析仪970然后到缓冲管理器960的次序来进行报文接收。
图10说明根据本发明的优选实施例的用于将报文发送到STA702的无线AP。根据信道状态信息，无线AP704将多播聚合应用到具有可靠的信道状态的无线站上和将单播聚合应用到具有无可靠信道状态的其它无线站上。
图11是说明根据本发明的优选实施例的在无线AP704(图10)处的聚合报文的发送/接收操作，其中由桥接模块1100来产生传输数据。将所产生的传输数据存储在缓冲管理器1110中，并且由聚合模块1120来将其收集。聚合模块1120基于缓冲器状态信息来收集与MAC层的MAX_FRAME_SIZE数据一样多的报文，以及发送所收集的报文(也称为聚合报文)。帧产生器1130将一个报头增加到所述聚合报文上。通过帧发送器1140将具有报头的聚合报文发送到AP。因为无线AP需要用于每一个无线站的信道信息，所以无论何时完成帧接收，无线AP都将单个帧的地址和信道状态信息存储在站信息管理器1150中，然后将所存储的地址和信道状态信息发送到聚合模块1120。当从无线AP704(图10)接收到所存储的地址和信道状态信息时，聚合模块1120根据单播聚合方案和多播聚合方案来将报文发送到站(station)。
以帧接收器1190、到帧分析仪1180、到聚合分析仪1170、然后到缓冲管理器1160的次序来进行报文接收。无论何时完成帧接收，帧分析仪1180都将单个帧的地址和信道状态存储在站信息管理器1150中。
正如从上面的描述所显而易见的，当解决具有不同的目的地地址的报文的聚合问题时，本发明能够支持QoS功能。本发明考虑了单个会话的QoS参数而产生具有相同特征的分组的报文，然后使用报文聚合方案，从而由于上层的报文聚合使得系统不再复杂。也就是说，没有必要使MAC层再进一步包括QoS调度器。根据本发明的这种聚合方法减少了开销的数目，从而使MAC层的数据吞吐量增加。在无线站中使用的多播聚合减少了开销的数目，以及通过使用无确认(No-ACK)策略来增加数据吞吐量。因为如此的聚合策略存在在MAC协议的上层中，所以能够以软件配置的形式来实现，使得可以在短期内以低成本来进行开发。
虽然已经为了说明的目的而公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将理解，在没有脱离所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种变化、增加和替换是可能的。
本申请要求以下优先权：在韩国知识产权局中提交的韩国专利申请，题目为：“在通信系统中发送报文的装置和方法”，序列号2003-15735，申请日：2003年3月13日，引用其公开内容作为参考。

Claims (10)

1.一种用于通信系统的报文发送方法，所述方法包括步骤：
a)从上层接收服务质量(QoS)信息和数据速率信息；
b)从下层接收无线站的信道状态信息；
c)根据在步骤(a)和(b)中所接收的信息来产生聚合报文；以及
d)将所产生的聚合报文发送到媒体存取控制(MAC)层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤c)包括如下步骤：
c1)根据无线站的信道状态信息和所述数据速率信息来以参数的形式构造存储在队列中的报文；
c2)通过使用由参数所表示的已构造报文来产生分组的报文；以及
c3)根据预定的聚合方法来产生聚合报文。
3.根据权利要求2所述的方法，其中将具有相同的QoS信息的报文成组在一个报文组中。
4.根据权利要求2所述的方法，其中将所述预定的聚合方法设置为用于在每一个都具有可靠的无线信道状态的无线站中所使用的报文的多播聚合方法。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合报文包括控制信息域和多个数据域，
其中所述控制信息域包含多播地址信息和聚合数据的数量信息，和每一个数据域包括目的地地址信息、数据长度信息和数据。
6.一种用于通信系统的报文发送装置，包括：
上层设备，用于提供服务质量(QoS)信息和数据速率信息；
下层设备，用于提供无线站的信道状态信息；以及
聚合模块，用于根据从上层和下层所接收的信息来产生聚合报文，并且将所产生的聚合报文发送到下层。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述聚合模块包括：
报文分析仪，用于根据无线站的信道状态信息和数据速率信息来以参数的形式构造存储在队列中的报文；
聚合分析仪，用于通过使用由参数所表示的所构造的报文来产生分组的报文和根据预定的聚合方法来确定多播聚合或单播聚合；以及
聚合报文产生器，用于根据聚合分析仪的确定来产生多播聚合报文或单播聚合报文。
8.根据权利要求7所述的装置，其中将具有相同的QoS信息的报文成组在一个报文组中。
9.根据权利要求6所述的装置，其中将预定的聚合方法设置为用于在每一个都具有可靠的无线信道状态的无线站中所使用的报文的多播聚合方法。
10.根据权利要求6所述的装置，其中所述聚合报文包括控制信息域和多个数据域，
其中所述控制信息域包含多播地址信息和聚合数据的数量信息，和每一个数据域包括目的地地址信息、数据长度信息和数据。
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