CN1578239A

CN1578239A - 在无线局域网中的介质接入控制

Info

Publication number: CN1578239A
Application number: CNA2004100587286A
Authority: CN
Inventors: 高成润; 朴柱龙; 全成俊; 金成宽; 尹勉基
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2005-02-09
Also published as: US20050025131A1; KR20050013872A; KR100560738B1

Abstract

一种基于CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)的无线LAN(局域网)的介质接入控制方法，通过以下方式，向接收请求信号的站点或接入点提供了无竞争的介质接入特权，所述方式为：经由根据利用DCF(分布协调功能)帧间空间的CSMA/CA在传输竞争中所占用的介质，从任意站点向另一任意站点和接入点传送请求信号帧；以及经由利用短帧间空间的占用介质，从接收到请求信号帧的站点或接入点向传送该请求信号帧的站点传送确认信号帧。

Description

在无线局域网中的介质接入控制

技术领域

本发明涉及一种基于竞争的无线LAN(局域网)系统和MAC(介质接入控制)协议，更具体地，本发明涉及到通过在两个站点之间的双向通信上的基于竞争的请求信号和基于竞争的确认信号之间的交换过程来传输数据，从而降低与具有均等传输机会的两个站点的介质接入延迟。

背景技术

IEEE(电气和电子工程师学会)的无线LAN标准遵循1999年版本的“Standard for Information technology-Telecommunications andinformation exchange between systems-Local and metropolitanarea networks-Specific requirements-Parts 11：Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physicai Layer(PHY)Specifications”。

此后，以上所提到的IEEE的无线LAN标准将被称为IEEE 802.11标准。IEEE 802.11标准定义了与用于配置无线LAN和MAC(介质接入控制)的物理层有关的规则。

当使用共享介质的站点或设备使用该介质或可以接入该介质时，MAC层通过定义必须遵循的命令和规则，可以有效地利用介质的容量。IEEE 802.11定义了两种类型的接入控制机制，即DCF(分布式协调功能)和PCF(点协调功能)。

PCF是基于轮询策略的集中式介质接入控制机制，其中，管理BSS(基本服务集)的PC(点协调器)控制属于BSS的所有站点的介质接入。在DCF模式下，可选地重复PCF和PC，同时在PFC间隔中，只有接收到来自PC的轮询的站点可以具有传输机会。按照该策略，PC能够根据轮询表向想要传送数据的站点提供无竞争传输机会，因此，在无线LAN中提供了实时的服务，但是由于PCF实现的复杂性、介质使用的低效性等，限制了其商业使用。

以下专利的每一个均公开了与本发明共有的特征，但是未教导或提出在本申请中所特别引述的本发明的特征：授予Moutarlier的美国专利申请NO.2004/0028072，题为“COMPUTER IMPLEMENTED METHOD FORASSIGNING A BACK-OFF INTERVAL TO AN INTERMEDIARY NETWORK ACCESSDEVICE”，公布于2004年2月12日；授予Lee的美国专利申请No.2004/0004973，题为“METHOD FOR PERFORMING CONTENTION-BASEDACCESS FOR REAL-TIME APPLICATION AND MEDIUM ACCESS CONTROLHIERARCHY MODULE”，公布于2004年1月8日；授予Sherman的美国专利申请No.2003/0161340，题为“METHOD AND SYSTEM FOR OPTIMALLYSERVING STATIONS ON WIRELESS LANS USING A CONTROLLEDCONTENTION/RESOURCE RESERVATION PROTOCOL OF THE IEEE 802.11ESTANDARD”，公布于2003年8月28日；授予Li的美国专利申请No.2002/0188750，题为“NEAR OPTIMAL FAIRNESS BACK OFF METHODS ANDSYSTEMS”，公布于2002年12月12日；授予Yonge III等人的美国专利序列号No.6,671,284，题为“FRAME CONTROL FOR EFFICIENT MEDIAACCESS”，公布于2003年12月30日，以及授予Weizman的美国专利序列号No.5,940,399，题为“METHODS OF COLLISION CONTROL IN CSMA LOCALAREA NETWORK”，公布于1999年8月17日。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于CSMA/CA的无线LAN系统的介质接入控制，能够通过在请求信号(Request)和确认信号(ACK)之间的交换，向接收请求帧的包括AP的站点提供无竞争介质接入特权，以使配置BSS的任意站点在与AP的双向传输中具有相同的平均传输和接收延迟和机会。

为了实现这些目的，根据本发明的一个方面，提出了一种基于CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)的无线LAN(局域网)系统的介质接入控制方法，包括：经由根据利用DIFS(DCF帧间空间)作为IFS(帧间空间)的CSMA/CA算法在传输竞争中所占用的介质，从任意站点向另一任意站点和接入点传送请求信号帧；以及经由利用短帧间空间的占用介质，从接收到请求信号帧的站点或接入点向传送该请求信号帧的站点传送确认信号帧。

根据本发明的另一方面，提出了一种在基于CSMA/CA的无线LAN系统的站点中的介质接入方法，包括：当要传送请求信号帧时，将请求信号帧编码为在相应帧的帧控制字段中表示相应帧是请求信号帧的值；经由利用DIFS(DCF帧间空间)的CSMA/CA算法在传输竞争中所占用的介质，向任意站点和接入点中的任一个传送请求信号帧；如果已经从任意站点和接入点中接收到任意帧时，解析所接收到的帧中的帧控制字段；当根据解析结果，要向传送相应帧的站点和接入点传送确认信号帧时，将确认信号帧编码为在相应帧的帧控制字段中表示相应帧是确认信号帧的值；以及经由利用短帧间空间的占用介质，向任意站点和接入点传送确认信号帧。

根据本发明的另一方面，提出了一种机器可读的程序存储设备，确实地实现了可由机器执行的指令的程序，以执行如上所述的介质接入方法。

附图说明

通过参考结合附图所考虑的以下详细描述，本发明更完整的意图、以及许多附加优点将变得更加明显，并且将得到更好地理解，在附图中，相同的参考符号表示相同或相似的组件，其中：

图1是用于解释在IEEE 802.11标准中定义的DCF的接入控制机制的图；

图2示出了无线LAN VoIP系统的一个实例，其中，用于处理作为实时数据的语音业务的站点与由DCF操作的基础结构模式下的无线LAN相连；

图3示出了当多个语音站点连接在配置ESS的任意BSS中时，引入到AP和每一个站点的TX队列的数据分组；

图4是可以在低负载条件下接入介质的每一个站点的时序图；

图5是在高负载条件的情况下，AP和每一个站点共享介质的时序图；

图6示出了在IEEE 802.11标准中的MAC帧的格式；

图7示出了如图6所示的帧控制字段的详细结构；

图8示出了类型字段和子类型字段的组合；

图9示出了根据本发明的实施例，另外添加到图8所示的帧上的数据帧的子类型；以及

图10到14是示出了根据本发明的实施例，请求一确认交换的数据传输的时序图。

具体实施方式

图1是用于解释在IEEE 802.11标准中定义的DCF的接入控制机制的图。

如图1所示，DCF是定义为IEEE 802.11标准中的基本要素的接入控制机制，其使用了已知为CSMA/CA的基于竞争的算法。

在基于CSMA/CA的无线LAN系统中，站点检查介质是否为忙。如果介质为忙，则站点等待预定的时间，然后当介质仍然空闲时，减少其后退(back-off)时间。因此，在其间每一个站点等待发起业务的预定时间被称为IFS。如图1所示，MAC协议业务大体划分为三个IFS。DIFS、PIFS和SIFS分别表示DCF帧间空间、PCF帧间空间和短帧间空间。

下面将描述站点使用DCF接入控制机制来传送帧的一个实例。使用DCF接入控制机制的站点在传送帧之前，检查介质是否为忙。当介质在长于或等于DIFS(DCF帧间空间)的时间内为空闲时，可以传送该帧。

相反，如果介质为忙，则站点发起后退过程，并且当后退计时器的值等于零时，则当时占用介质来传送该帧。

在后退过程中，将随机后退时间值赋予后退计时器。后退时间遵循以下的关系表达式：

后退时间＝random( )*时隙时间

(random( )＝在[0，CW]的间隔内具有均匀概率分布的随机整数)

(CW＝竞争窗，CWmin＜＝CW＜＝CWmax)

只要介质在时隙时间内保持空闲状态，就将后退时间减少时隙时间，但是当在任何时刻介质改变为忙状态时，不再减少该后退时间。

在DIFS期间介质变为空闲之后，再次将后退时间减少时隙时间。后退时间不是所创建的值，而是紧挨在介质变为忙之前后退时间所具有的值。

此外，当介质空闲时，将任意站点中设置的后退时间减少该时隙时间。当由于传输竞争的失败，站点必须进行重传竞争时，将后退时间从在前一个竞争过程中已经减少的值中再减少该时隙时间。因此，当后退时间等于零时，站点能够发起该传输。

即使队列为空，即，不再存在要传送的数据，则成功传输的站点根据后退过程，给其自身赋予随机后退时间。由此，每一个站点在帧传输期间必须需要一次后退时间。

在IEEE 802.11中，通过利用肯定确认机制来进行重传，可以实现差错恢复。接收没有差错的帧的站点适合于接收该帧，然后传送在SIFS期间在空闲状态之后的ACK帧。传送该帧的站点可以根据ACK帧的存在与否，来识别由该站点所传送的帧是否被成功地接收。

DCF是一种可以在ad-hoc结构或基础结构的无线LAN中等任何地方使用的介质接入规则。与轮询策略相比，DCF易于实现，并且不需要PC进行诸如调度等复杂的计算，由于存在相当的灵活度，具有大量要传送数据的站点可以使用更多的带宽，只要其他站点占用了该介质。而且，基本上，所有站点均被赋予了公平的传输机会。

由在标准中定义的后退过程来实现该公平。如上所述，所有站点在第一传输竞争中均应该具有其随机后退时间，并且由于所有站点使用相同的分配功能，因此，存在相等的赢得竞争的可能性。如果任意站点输掉了传输竞争，其将利用已经从前一个竞争中所减去的后退时间，用于新的传输竞争中。因此，在该新竞争中，与已经新指定了后退时间的站点，即，刚才已经获得了其传输机会的站点相比，已经多次未能获得其传输机会的站点具有较高的可能性来赢得该竞争。结果，当考虑到较长的时间段时，每一个站点将具有相同的传输机会。

向所有站点提供公平的传输机会能够提供以下优点：通过向每一个站点均等地提供传输机会，消除了其中特定站点在相当长的时间内持续地未能传输数据的“匮乏”现象。然而，其可以对处理诸如语音业务的双向实时数据的任意站点产生不想要的接入延迟。

在无线LAN中，传输和接收实时数据的站点应该以适当的延迟来传送要传输的数据，并且在有限的时间内从发送站点接收所需数据。实际上，如果站点正在处理双向语音业务，则必须按照在较短的时间段内进行传送和接收的方式来配置系统。

由于DCF基本上在站点之间引入了公平竞争，因此，当接收服务的站点在BSS中增加时，每一个站点所具有的平均接入延迟变得更长，这限制了可以在DCF模式的BSS中同时提供传输和接收服务的实时站点的数量。

图2示出了无线LAN VoIP系统的一个实例，其中，处理作为实时数据的语音业务的站点与由DCF操作的基础结构模式的无线LAN相连。

在接入点(AP)中的任意站点可以向/从经由网关与外部因特网相连的VoIP电话、以及配置将多个AP与网关相连的局域网的DS(分配网络)传送/接收语音信息。

图3示出了当多个语音站点连接在配置ESS(扩展服务集)的任意BSS中时，引入到AP和每一个站点的TX队列的数据分组。

假定语音站点的应用层以恒定的时间段和恒定的尺寸形成了语音分组，以便将其传送到下层。经由多个协议层，将传输到下层的语音分组传送到MAC，并且接收到来自上层的分组的MAC将接收到的分组存储在队列中。如果MAC获得了其传输机会，该MAC将队列中所存储的数据形成为IEEE 802.11帧，以便将其传送到AP。

从AP到每一个站点的传送具有一些不同。AP将从DS中接收要传送到每一个语音站点的所有帧。在每一个传输机会下，AP能够仅向一个站点传送这些帧。

如果在时间段T_codec中将在每一个语音站点中所产生的数据传送到站点的TX队列，则在每一个T_codec，每一个语音站点将能够接入介质一次，并且语音站点的传输时间段T_upstream将为T_codec。然而，由于可以任意地假定在DC外部的站点的应用程序还与位于BSS中的任意语音站点的应用程序相同，如果在DS中正在服务的语音站点的数量为N，则作为从DC到达AP的帧(AP的TX队列)的到达时间的T_from_ds将为T_from_ds＝T_codec/N，并且AP将尝试每一个T_codec/N接入介质一次，只要介质允许。即，如果假定AP的传输时间段是T_ap，则如果可能的话，将尝试传输，从而使T_ap＝T_from_ds＝T_codec/N。此时，表示任意站点从AP中接收所需语音分组的时间段的T_downstream变为T_downstream＝T_ap*N。

出于一般服务的目的，任意语音站点在传输时可以具有的最大容许接入延迟将与在上述假定下向相应语音站点进行传输时AP可以具有的最大容许接入延迟相同，被称为T_permitted。然后，对于一般服务，必须满足以下的语音呼叫服务标准：

T_upstream＜T_permitted

T_downstream＝T_ap*N＜T_permitted

通常，满足T_permitted＞k*T_codec，其中k＞＝1。

下面将描述在低负载条件下的介质占用。

如果想要占用介质的站点数量减小，并且由这样的站点所使用的介质的带宽与可以由介质提供的最大带宽相比相当小，在介质处于低负载条件的情况下，AP和每一个语音站点将具有短于数据到达队列的时间段的接入延迟。

因此，由于在MAC帧上承载了当前语音分组，并且在将新的语音分组输入到TX队列之前传送该分组，从而每一个语音分组使用一个MAC帧，将满足以下的条件：

T_upstream[Low_load]＝T_codec

T_downstream[Low_load]＝T_ap[Low_load]*N＝T_from_ds*N＝T_codec

即，T_upstream[Low_load]＝T_downstream[Low_load]＜T_permitted。

图4是在低负载的条件下对介质进行接入的每一个站点的时序图。

参考图4，由于由AP传送由每一个语音站点接收到的所有语音数据，因此，与任意语音站点相比，AP具有N次以上的对介质的接入，其中N表示与AP通信的语音站点的数量。

当然，由于T_upstream＜T_permitted，以及T_downstream＝T_ap*N＜T_permitted，语音站点能够以容许接入延迟来传送或接收实时数据。对于每一个MAC帧传输，相应的ACK帧跟随在后。

下面将描述在高负载条件的介质占用。

如果存在许多想要占用介质的站点，并且由站点所使用的介质带宽占用了介质所能够提供的最大带宽的相当大的一部分，即，当介质处于高负载条件时，接入延迟增加。

即，如果存在大量参与传输竞争的站点，并且介质的带宽利用率增加，则站点之间的传输竞争更为强烈，从而由每一个站点(包括AP)所经历的接入延迟增加。当接入延迟增加时，每一个语音站点(和AP)的TX队列累积来自应用层(DS)的多个语音分组。如果发生了该情形，则按照以下的方式来确定包括AP的所有语音站点的介质接入序列，所述方式为：考虑到DCF的公平特性，所有语音站点在每一个单位时间内具有相同的传输机会。

即，从T_ap[Low_load]＝T_upstream[Low_load]/N向T_ap[High_load]＝T_upstream[High_load]进行改变。然后，在属于网络的每一个站点的上行时间段和下行时间段之间的关系作如下改变：

T_downstream[High_load]＝T_ap[High_load]*N，大致等于T_upstream[High_load]*N。

如从以上表达式中所看到的，在高负载的条件下，T_downstream>T_upstream，这意味着在T_upstream＜T_permitted的同时，T_downstream＞T_permitted，因此，语音呼叫服务可能不会适当进行。

也就是，当在高负载条件下，下行的接入延迟变得大于上行的接入延迟时，由于下行延迟限制了诸如实时服务。特别地，由于由每一个站点所经历的下行延迟变为AP的传输时间段(＝T_ap)的N倍，该现象随着与AP关联的语音站点的数量(＝N)的增加而增加。

图5是在高负载条件下，AP和每一个站点共享介质的时序图。为了简便，从图5中省略了ACK帧。假定传输一般数据的站点以及语音站点均存在于BSS中。

为了使上行时间段与下行时间段相同，AP必须具有与每一个站点所拥有的传输机会的1/N倍相对应的传输时间段。然而，由于强烈传输竞争所引起的公平特性，每一个站点的下行时间段远长于上行时间段。因此，存在无法实现实时服务的问题。

下面将参考附图来更完整地描述本发明，在附图中，示出了本发明的典型实施例。然而，本发明能够以不同的形式来实现，并且不应该构造为局限于这里所阐明的实施例。提供这些实施例是为了公开将彻底和完整，并且这些实施例将完整地向本领域的技术人员传达本发明的特征。在附图中，为了清楚，夸大了层和区域的厚度。在整个说明书中，相同的数字表示相同的参考元件。

图6示出了在IEEE 802.11标准中所定义的MAC帧的格式。

如图所示，根据本发明实施例的所有帧使用与在IEEE 802.11中所定义的MAC帧类型相同的格式，确保了与现有BSS系统的兼容，从而可以容易地使两个系统相关联。因此，根据本发明实施例的每一个帧主要遵循在IEEE 802.11中所定义的数据类型。

参考图6，在IEEE 802.11标准中所定义的MAC帧由MAC报头、具有指定的帧类型信息的帧体、以及FCS(帧校验序列)构成。

MAC报头由帧控制字段、持续时间字段、地址字段和序列控制字段构成。

帧控制字段表示帧的属性，并且通过对这样的帧控制字段的分析，将会识别与帧属性、能量管理等有关的信息。因此，AP和站点可以通过解析在其间传输和接收的帧控制字段，来识别向AP传送该帧的相应站点的状态和该站点。

图7示出了图6所示的帧控制字段的详细结构。

参考图7，帧控制字段包括：协议版本字段、类型字段、子类型字段、To DS字段、From DS字段、更多分段字段、重试字段、能量管理字段、更多数据字段、WEP(有线设备加密)字段和次序字段。

类型字段由2个比特组成，而子类型字段由4个比特组成。类型字段和子类型字段表示帧的属性。即，每一个帧的属性分类为控制帧、数据帧和管理帧。

图8示出了类型字段和子类型字段的组合。

参考图8，根据在类型字段和子类型字段中所设置的值，将会意识到每一个帧是用于执行何种功能的帧。

如果类型字段的值是“10”，则将意识到该帧是数据帧。此外，如果子类型字段的值是“1000-1111”，则将会意识到每一个帧仍然为空闲。因此，在本发明中，定义了子类型字段的空闲值，从而将其用于在请求信号(Request)和确认信号(ACK)之间的交换中。

因此，如图所示，在请求信号(Request)和确认信号(ACK)之间的交换过程中，进一步定义和使用了遵循图中已示出和未示出的四个值：Data+CB-Request、CB-Request(无数据)、Data+CB-Ack以及CB-Ack(无数据)。

图9示出了根据本发明的实施例，另外添加到图8所示的帧上的子类型的数据帧。

参考图9，在设置子类型的值之后，将四个值：Data+CB-Request、CB-Request(无数据)、Data+CB-Ack、以及CB-Ack(无数据)添加到所设置的值上。这里，将子类型值顺序地设置为1000、1001、1010和1011。然而，可以任意地确定这些值，而并不局限于图中所示的那些值，并且可以按照需要变化。

在本发明的实施例中，每一个帧定义了在具有Ad-hoc结构和基础结构的无线LAN中的以下操作规则。

首先，由除了AP之外的所有站点来传送Data+CB-Request帧和CB-Request(无数据)帧。

接下来，由包括AP的所有站点来传送Data+CB-Ack帧和CB-Ack(无数据)帧。

因此，在其中使用AP的BSS中，只有站点可以传送Data+CB-Request帧和CB-Request(无数据)帧。

此外，根据本发明的实施例，请求信号(Request)和确认信号(Ack)的交换策略遵循以下的过程。

首先，在基于竞争的无线LAN系统中，利用请求-确认交换策略来传送和接收数据的任意站点根据由系统定义的竞争方法，向所需的站点或AP传送Data+CB-Request帧或CB-Request(无数据)帧。

在基于IEEE 802.11的无线LAN中，传送请求帧的站点使用DIFS作为帧间空间，如在其他任何数据帧中那样。

接下来，接收到Data+CB-Request帧或CB-Request(无数据)帧的该站点或AP向传送该帧的站点传送Data+CB-Ack帧或CB-Ack(无数据)帧。

此时，如果接收到的帧的帧校验序列(FCS)匹配，则传送Data+CB-Ack帧或CB-Ack(无数据)帧的站点确认介质在SIFS期间处于空闲状态，然后立即进行传输。此时，使用SIFS的原因在于：其可以利用最短IFS接入介质，而无需与其他站点的传输竞争。

然后，如果到在传送这样的帧之后已经经过了SIFS时间段的时间，传送Data+CB-Request帧或CB-Request(无数据)帧的站点未能接收到来自针对该帧的目的站点的任何响应，则应该将此识别为传输差错，并且根据在DCF中所定义的指数随机后退过程来增加竞争窗(CW)。

随后，当所接收到的帧的FCS匹配时，接收到Data+CB-Ack帧的站点在SIFS期间等待，然后向传送这样的帧的站点传送CB-Ack帧。

如果到在传送该帧之后已经经过了SIFS时间段的时间为止，传送该Data+CB-Ack帧的站点未能接收到来自针对该帧的目的站点的任何确认信号，则将此识别为传输差错，并且完成请求-确认过程。然而，此时，并不增加CW。

因此，由Data+CB-Request帧或CB-Request帧发起该请求-确认交换，并且由于帧传输完全根据基于竞争的CSMA/CA算法，因此，不需要在PCF中那样由点协调器进行特别的管理。此外，可以在任意时间发起请求-确认交换过程，只要其遵循CSMA/CA算法，即使支持请求-确认策略的站点和不支持请求-确认策略的站点同时共存于BSS中。

原因在于：在本发明实施例中所使用的MAC帧的格式遵循在IEEE802.11标准中所定义的标准，并且根据本发明的实施例，在请求-确认交换过程中使用了帧中先前并未使用过的子类型字段。即，在BSS中，根据本发明实施例的支持请求-确认的站点经受了根据本发明实施例的介质接入过程，同时根据本发明实施例的不支持请求-确认策略的站点经受了根据传统过程的介质接入过程。

如果根据本发明实施例的支持请求-确认策略的每一个站点想要传送请求信号帧，其将该帧编码为表示相应帧的帧控制字段的值，所述相应帧是请求信号帧。

站点经由根据利用DIFS作为IFS(帧间空间)的CSMA/CA算法在传输竞争中所占用的介质，向任意站点或AP传送请求信号帧。

如果从任意站点或AP中接收到任意帧，则解析所接收到的帧的帧控制字段，并且当根据解析结果，要将确认信号帧传送到传输相应帧的站点或AP时，将确认信号帧编码为在相应帧的帧控制字段中表示相应帧是确认信号帧的值。

当完成了编码时，站点经由利用SIFS作为帧间空间所占用的介质，将该确认信号帧传送到任意站点或AP。

图10到14是示出了通过请求-确认交换的数据传输的时序图。在图10到14中，水平轴的上部表示站点的操作，而水平轴的下部表示AP的操作。

如图10到13所示，根据传送请求帧的站点是否拥有要传送到目的站点或AP的数据、以及接收请求帧的站点或AP是否拥有要传送到发送站点的数据，存在四种情况的通过请求-ACK交换的传输。图10示出了传送请求帧的站点和接收该帧的站点或AP拥有要传送的数据的情况，而图11示出了传送请求帧的站点拥有该数据，而接收该请求帧的站点或AP不拥有要传送的数据，而仅向接收到的数据传送ACK的情况。图12示出了传送该请求帧的站点不拥有数据，而接收该请求帧的站点或AP拥有要传送的数据的情况，并且图13示出了传送该请求帧的站点和接收该请求帧的站点均不具有要传送的数据的情况。

因此，接收到Data+CB-Request帧或CB-Request(无数据)帧的AP适合于在SIFS之后立即传送Data+CB-Ack帧无竞争地接入介质。

此外，由于由站点利用CB-Request和CB-Ack之间的交换所拥有的传输和接收机会是相等的，因此，上行和下行时间段具有相同的平均值，如图14所示。但是，这里，假定在接收到请求之前，AP并未先利用请求-确认策略向站点传送数据。为了使这样的假定有效，当AP与支持请求-确认策略的站点处于通信中时，在站点和AP之间的数据传输和接收必须仅根据请求-确认策略来发生。否则，由于AP能够利用DCF模式下的数据帧向支持请求-确认策略的站点传送数据，则站点可以具有大于传输时间的接收时间。

请求-确认方式的另一特征在于：与现有的IEEE 802.11 DCF策略相比，同时减少了竞争的数量和在站点和AP之间或在站点和站点之间的数据交换所需的交换帧的数量。因此，可以减小开销，并且可以有效地使用无线带宽。

例如，假定AP和站点仅相互传输数据，在现有的DCF的情况下，由于对于一个数据传输需要一个竞争间隔+数据帧+SIFS+Ack帧，因此，需要两个竞争间隔的总和加上2*(数据帧+SIFS+Ack帧)。

相反，在本发明实施例所提出的请求—确认策略的情况下，仅需要一个竞争间隔加上(Data+CB-Request帧)+(Data+CB-Ack帧)+CB-Ack帧+2SIFS。

如上所述的本发明并不局限于上述实施例和附图，在不脱离本发明的精神的情况下，选择和变化对本领域的技术人员而言是显而易见的。

根据本发明的实施例，能够向首次接收请求信号(Request)的站点(或AP)提供无竞争介质接入特权。因此，能够通过使配置BSS的任意站点在与AP的双向通信上具有相同的平均传输和接收延迟和机会，防止了服务质量由于增加的下行延迟而恶化。

此外，能够从相应的站点或AP中主动地请求在站点中运行的应用程序所需的请求数据，而不是被动地等待数据，并且通过减小竞争的数量和在站点和AP之间或站点之间的数据交换上所需的交换帧的数量，减小了由于碰撞和开销所造成的吞吐量的恶化。

Claims

1.一种介质接入控制方法，包括：

经由根据利用DCF(分布协调功能)帧间空间的CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)算法在传输竞争中所占用的介质，从任意站点向另一任意站点和接入点传送请求信号帧；以及

经由利用短帧间空间的占用介质，从接收到请求信号帧的站点和接入点向传送该请求信号帧的站点传送确认信号帧。

2.根据权利要求1所述的介质接入控制方法，其特征在于：传送请求信号帧包括传送仅包含请求信号的帧和同时包含请求信号和数据的帧之一。

3.根据权利要求1所述的介质接入控制方法，其特征在于：传送确认信号帧包括传送仅包含确认信号和同时包含确认信号和数据的帧之一。

4.根据权利要求1所述的介质接入控制方法，其特征在于还包括：

当在传送帧之后已经经过了短帧间空间的时间段之后，传送请求信号帧的站点未能接收到来自针对该帧的目的站点的确认信号时，确认存在传输差错，并且根据在DCF中定义的指数随机后退过程来增加竞争窗。

5.根据权利要求3所述的介质接入控制方法，其特征在于还包括：

当确认信号帧包含确认信号和数据时，经由利用短帧间空间的占用介质，从接收确认信号帧的站点向传送该确认信号帧的站点传送相应的确认信号帧。

6.根据权利要求3所述的介质接入控制方法，其特征在于还包括：当在传送确认信号帧之后已经经过了短帧间空间时间段之后，其未能从目的站点接收到包含确认信号和数据的确认信号帧时，传送该确认信号帧的站点确定存在传输差错，并且完成请求-确认过程。

7.根据权利要求1所述的介质接入控制方法，其特征在于：传送请求信号的站点是在基于CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)的无线LAN(局域网)中除了接入点之外的所有站点之一，并且传送确认信号的站点是包括接入点的所有站点之一。

8.一种介质接入方法，包括：

当要传送请求信号帧时，将请求信号帧编码为在相应帧的帧控制字段中表示相应帧是请求信号帧的值；

经由根据利用DCF(分布协调功能)帧间空间的CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)算法在传输竞争中所占用的介质，向任意站点和接入点中的任一个传送请求信号帧；

当已经从任意站点和接入点中的任一个中接收到任意帧时，解析所接收到的帧中的帧控制字段；

当根据解析结果，要向传送相应帧的站点和接入点中的任一个传送确认信号帧时，将确认信号帧编码为在相应帧的帧控制字段中表示相应帧是确认信号帧的值；以及

经由利用短帧间空间的占用介质，向任意站点和接入点中的任一个传送确认信号帧。

9.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于：传送请求信号帧包括传送仅包含请求信号的帧和同时包含请求信号和数据的帧之一。

10.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于：传送确认信号帧包括传送仅包含确认信号和同时包含确认信号和数据的帧之一。

11.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于：当在传送请求信号帧之后已经经过了短帧间空间时间段之后，未接收到来自针对该请求信号帧的目的站点的确认信号时，则确认存在传输差错，并且根据在DCF中定义的指数随机后退过程来增加竞争窗。

12.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于还包括：当在传送确认信号帧之后已经经过了短帧间空间时间段之后，还未从针对该帧的目的站点接收到所传送的确认信号帧时，确定存在传输差错传输，并且完成请求-确认过程。

13.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于还包括：传送请求信号的站点是在基于CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)的无线LAN(局域网)中除了接入点之外的所有站点之一，并且传送确认信号的站点是包括接入点的所有站点之一。

14.根据权利要求8所述的介质接入方法，其特征在于编码确认信号帧包括：将帧控制字段的子类型值编码为表示相应帧是否为请求信号帧和确认信号帧之一的任意值。

15.一种在基于CSMA/CA(具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入)的无线LAN(局域网)中的站点，包括：适合于存储程序的存储器；以及与存储器相连并适合于执行该程序的处理器，所述处理器包括：

16.一种机器可读的程序存储设备，确实地实现了可由机器执行的指令的程序，以执行介质接入控制方法，所述介质接入控制方法包括：

17.一种机器可读的程序存储设备，确实地实现了可由机器执行的指令的程序，以执行介质接入控制方法，所述介质接入控制方法包括：