CN1578303A

CN1578303A - 用于在无线网络的站点中管理数据传输的方法和设备

Info

Publication number: CN1578303A
Application number: CNA2004100634183A
Authority: CN
Inventors: 卢多维克·珍妮; 塞巴斯蒂安·佩罗; 帕特里克·丰泰内
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2005-02-09
Also published as: MXPA04006376A; FR2857185A1; EP1494398A1; US20050002420A1; JP2005027298A; KR20050004013A

Abstract

本发明涉及一种用于在无线网络的站点中对数据帧的传送进行管理的方法，和一种使用所述方法的站点。其应用于802.11类型的无线网络的站点。根据本发明，对于每个数据帧，产生帧描述符，将要在无竞争时隙或ATIM窗口期间传送的数据帧的描述符存储在站点的至少一个存储器M1中，而将要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符存储在存储器M2中。然后，在无竞争时隙或ATIM窗口期间，发送其描述符被存储在存储器M1中的帧，之后，在竞争时隙，发送其描述符被存储在存储器M2中的帧。

Description

用于在无线网络的站点中管理数据传输的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于在无线网络的站点中管理数据传输的方法。其具体应用于IEEE 802.11型的网络。还涉及一种实现所述方法的站点。

背景技术

IEEE 802.11标准提出了两种不同的网络结构：第一种结构具有接入点，主要用于将IEEE 802.11站点连接到另一类型的网络，如以太网类型的；而第二种结构不具有接入点，用于创建IEEE 802.11站点的独立网络。

在第一种结构中，称为接入点的特定站点对无线电范围内的无线站点进行管理。此接入点通常与有线网络相连。该网络的站点通过此接入点彼此进行通信。其还通过此接入点与有线网络进行通信。IEEE802.11标准将位于接入点的无线电范围内的无线站点的集合称为BSS(基本服务集)。

在第二种结构中，网络以完全分布式的方式进行操作。每个站点都可以与无线电范围内的站点进行通信。没有接入点。IEEE 802.11标准将位于彼此无线电范围内的无线站点的集合称为IBSS(独立基本服务集)。

对于这两种结构，当前存在两种接入信道的可能模式，被称为DCF(分布协调功能)模式的具有竞争的接入模式和被称为PCF(点协调功能)模式的受控接入模式。DCF模式天生是分布式的，而PCF模式天生是集中式的，并基于主站点。

在DCF模式中，站点在发送数据分组之前，观察无线电信道的活动。如果未检测到活动，其发送数据分组。否则，其延迟其传送。这种接入模式可以用在BSS或IBSS的情况下。

对于PCF模式来说，其是保留类型的。由具有协调功能的特定站点控制对信道的接入。此站点必需是接入点。当在接入点中激活集中式协调功能时，在此接入点的覆盖范围内的所有站点必需服从竞争规则。此功能实现了连续轮询BSS站点的系统。当在接入点中激活分布式协调功能时，在此接入点的覆盖范围内的所有站点服从与DCF模式相同的接入规则。在图1中给出了此超帧的表示。图1包括两个连续的时隙：一个时隙，被称为无竞争时隙，在其中，接入信道是没有竞争的，其后为一时隙，被称为竞争时隙，在其中，接入等同于DCF模式。在无竞争时隙期间，接入点的协调功能是集中式的，而在竞争时隙期间，是分布式的。在超帧的开始，发送信标帧，以指示无竞争时隙的开始。此信标是DTIM(传递业务信息图)类型的。此超帧用在BSS操作在PCF模式的情况下。对于IBSS，超帧的结构是不同的。其包括时隙，在以下的描述中称为ATIM窗口，在其中，IBSS的站点请求发送净荷数据帧的授权，其后为竞争时隙，在其中，如果已经将传送授权给接收站点，则发送所述净荷数据帧。指定ATIM窗口来自授权发送的帧被称为ATIM(特别业务信息图)帧。

因此，在PCF模式下，在无竞争时隙期间，具有协调点功能的接入点可以在不同类型的数据传送之间进行选择：其可以选择发送和接收数据帧，只发送数据帧，或只接收数据帧。在第一和最后一种情况下，接入点向站点发送明确的授权，以发送如ATIM类型的数据帧或CF_Poll类型的数据帧。

目前，将所有要发送的数据帧和这些帧的描述符保存在站点的单一存储器中，并通过软件执行对这些帧的管理，涉及相当长的处理时间来找到要在超帧的当前时隙(无竞争或有竞争)中发送的数据帧。因此，这种类型的数据处理不适用于高比特率传输。

发明内容

根据本发明，提出了部分硬件解决方案以减少此处理时间。

根据本发明，提出了通过根据其要在无竞争时隙或ATIM窗口期间或要在竞争时隙期间被发送，而将其存储在不同的存储器中，改进了对要发送数据帧的管理。

本发明涉及一种方法，用于在包括无竞争时隙或专用于ATIM数据帧的传输的时隙和竞争时隙的时间段期间，在无线网络的站点中，对数据帧的传输进行管理，所述要传送的数据帧包括或不包括净荷数据。此方法包括以下步骤：

-对于每个数据帧，产生所述帧的描述符；

-将要在无竞争时隙或专用于传输ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符存储在站点的至少第一存储器中，然后，将要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符存储在不同于所述至少一个第一存储器的站点的第二存储器中；

-在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间，发送其描述符被存储在所述至少一个第一存储器中的数据帧中的至少一个，然后，在竞争时隙，发送其描述符被存储在第二存储器中的数据帧中的至少一个。

因为要在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间发送的数据帧的描述符和要在竞争时隙发送的数据帧的描述符位于不同的存储器中，因而改进了对存储在站点中的数据帧的管理。

根据优选实施例，将要在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符存储在两个不同的存储器中。将包括净荷数据的数据帧的描述符存储在所述第一存储器中，而将不包括净荷数据的数据帧的描述符存储在第三存储器中。

根据特定实施例，在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间，首先发送其描述符被存储在第一存储器中的数据帧，随后发送其描述符被存储在第三存储器中的数据帧。

根据特定实施例，按照其描述符被存储在所述第一和第二存储器中，以及适当的情况下，存储在所述第三存储器中的顺序，发送所述数据帧。

根据特定实施例，如果在无竞争时隙期间，未发送其描述符被存储在所述第一存储器中的数据帧，则在随后的竞争时隙期间对其进行发送。于是，在竞争时隙期间，发送在无竞争时隙期间未发送的所述数据帧，或者在所述竞争时隙期间已经发送了其描述符被存储在所述第二存储器中的全部数据帧之后，或者在发送其之前。

将要发送的数据帧的净荷数据存储在与站点的所述第一、第二和适当情况下的第三存储器不同的至少一个存储器中。根据优选实施例，将要在无竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据存储在站点的第四存储器中，而将要在竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据存储在第五存储器中。

站点的所有存储器有利地为先进先出类型的，以进一步减少对要发送的数据帧的处理。

本发明还涉及一种无线网络的站点，设计用于在包括无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙、其后为竞争时隙的时间段期间，传送数据帧，所述要传送的数据帧包括净荷数据或不包括。所述无线网络的站点包括：

-装置，对于每个数据帧，产生所述帧的描述符；

-至少第一存储器，用于存储要在无竞争时隙或专用于传输ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符；

-不同于所述至少一个第一存储器的第二存储器，用于存储要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符；

-装置，在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间，发送其描述符被存储在所述至少一个第一存储器中的数据帧中的至少一个，然后，在竞争时隙，发送其描述符被存储在第二存储器中的数据帧中的至少一个。

根据特定实施例，除了所述第一存储器以外，所述站点包括第三存储器，用于存储要在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符。将包括净荷数据的数据帧的描述符存储在所述第一存储器中，而将不包括净荷数据的数据帧的描述符存储在第三存储器中。

所述站点还包括：第四存储器，用于存储要在无竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据；以及第五存储器，用于存储要在竞争时隙传送的数据帧的净荷数据。

附图说明

通过阅读以下参照附图的描述，本发明将得到更好的理解，并且其他特征和优点将显现出来，其中：

图1，已经描述过，是在BSS的情况下，PCF模式中的超帧的示意表示；

图2，已经描述过，是在IBSS的情况下，超帧的示意表示；

图3示出了在BSS的情况下，PCF模式的操作的示例；

图4根据图3中的示例，示出了在无竞争时隙的开始，接入点的存储器的内容；

图5表示示出了站点中的存储器的读取顺序的流程图；以及

图6表示实现了本发明的方法的站点。

具体实施方式

根据本发明，根据发送该帧的时间段，将要发送的数据帧的描述符存储在不同的存储器中。要在无竞争时隙或ATIM窗口期间传送的数据帧的描述符并不与要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符存储在相同的存储器中。

存储在这些存储器中的描述符包括关于与其相关联的数据帧的内容的特定数量的信息，以确定如该帧是否包含净荷数据，以及对其进行传送的方式，例如用于调制该帧的净荷数据的调制类型等。

因此，根据本发明，在无线网络的每个站点中，提供了至少一个存储器M1，用于保存要在无竞争时隙或ATIM窗口期间传送的数据帧的描述符；以及一个存储器M2，用于保存要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符。

根据优选实施例，将要在无竞争时隙或ATIM窗口期间传送的数据帧的描述符保存在两个存储器中：例如，存储器M1用于存储包括净荷数据的数据帧的描述符，而另一存储器，标为M3，用于存储不包括净荷数据的数据帧的描述符。因此，每个站点具有三个用于存储帧描述符的存储器。它还包括用于存储这些帧的净荷数据的至少一个存储器。有利地，将要在无竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据保存在存储器M4中，而将要在竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据保存在存储器M5中。使用几个存储器来保存描述符和净荷数据极大地简化了对要传送的数据帧的管理，并极大地减少了其在站点中的处理时间。

应当注意的是，站点不必使用三个存储器M1、M2和M3。如果站点是接入点，其使用三个存储器；否则，其只使用其中的两个。

在BSS的接入点中，存储器M1包含“数据”或“数据+CF-Poll”类型的数据帧的描述符；存储器M2包含“数据”类型的帧的描述符，而存储器M3包含“CF-Poll”类型的帧的描述符。“CF-Poll”指令是由接入点传递的发送邀请。“CF-Poll(st1)”也将用在下面的描述中，以指示其是邀请发送的st1站点。

在BSS的站点中，存储器M1和M2包含“数据”类型的数据帧的描述符，而存储器M3为空。

最后，在IBSS的站点中，存储器M1为空；存储器M2包含“数据”类型的帧的描述符，而存储器M3包含ATIM类型的数据帧的描述符。自然地，在这种情况下，可以提供对存储器M1进行填充，而不是存储器M3。

在产生时，将帧描述符存储在存储器M1到M3中，并将与之相关的净荷数据存储在存储器M4和M5中。

然后，按照以下的次序发送数据帧：

-在超帧的无竞争时隙或ATIM窗口期间，首选发送其描述符被存储在存储器M1中的数据帧。当存储器M1为空时，则发送其描述符被存储在存储器M3中的数据帧；

-在竞争时隙期间，发送其描述符被存储在存储器M2中的数据帧。

站点的存储器M1到M5有利地是先进先出类型的存储器。因此，按照其被存储的顺序发送数据帧。

现在，将使用操作在PDF模式下的无线网络的、标为st1、st2、st3、st4和st5的、用作接入点的站点与几个其他站点之间传送数据帧作为示例，对本发明的方法进行描述。在图3中示出了本示例。将由接入点发送的净荷数据标为Di，而将由网络的其他站点发送的净荷数据标为Si，i为整数。在图4中示出了在无竞争时隙的开始、接入点的存储器M1到M5的内容。存储器M1包含两个帧描述符：一个为帧D1+CF-Poll(st1)的描述符，一个为帧D2+CF-Poll(st2)的描述符。将净荷数据D1和D2保存在存储器M4中。存储器M2包含两个另外的帧描述符：一个为帧D3的描述符，一个为帧D4的描述符。将净荷数据D3和D4保存在存储器M5中。最后，存储器M3包含发送CF-Poll(st3)、CF-Poll(st4)和CF-Poll(st5)的邀请的描述符。这些描述符指向零净荷数据(未示出)，因为由接入点发送的发送邀请并不包括净荷数据。

将如图3所示地发送所有这些数据帧。在超帧的开始，接入点发送信标DTIM以标记无竞争时隙的开始。然后，读取存储器M1。然后，向站点st1发送数据D1，然后邀请其进行发送。然后，站点st1返回数据S1和确认CF-ack。应当注意的是，在数据帧的每次传送之间观察到持续时间为T1的无传送帧间。帧CF-ack是由站点的控制层添加的控制帧。然后，接入点继续对存储器M1的读取，并向站点st2发送数据D2，然后，邀请其进行发送。其也向站点st1发送确认CF-ack。站点st2返回数据S2和确认CF-ack。

现在，存储器M1为空，然后，接入点读取存储器M3。其向站点st2发送确认CF-ack，并邀请站点st3进行发送。在持续时间为T2的延迟之后，未得到来自站点st3的响应，则接入点邀请站点st4进行发送。作为响应，站点st4返回净荷数据S3。接入点向站点st4返回确认CF-ack，但并不邀请站点st5进行发送，因为无竞争时隙接近结束。此外，其发送控制帧CF-end，以标记无竞争时隙的结束。

在随后的竞争时隙期间，在持续时间为大于T1和T2的T3的帧间之后接入点读取存储器M2，从而向通过返回控制帧ack进行了确认的网络的站点发送存储在存储器M5中的净荷数据D3。在此时隙期间，接入点还向网络的站点发送净荷数据D4。在此时隙的结束，站点向进行了确认的接入点发送数据S4。如果存储器M1非空，有利地提供对其在此竞争时隙期间包含的数据帧的发送。可以在存储器M2的数据帧的前后发送这些帧。

在BSS或IBSS的情况下，在图5中示出了对存储器M1、M2和M3的读取顺序进行了总结的流程图。在无竞争时隙的开始，首先读取存储器M1。如果存储器M1为空，并且如果此站点是接入点，则接下来读取存储器M3。然后，在竞争时隙期间，读取存储器M2。如前所示，如果在前一无竞争时隙期间，并未完全清空存储器M1，也可以在竞争时隙期间，提供对存储器M1的读取。

在图6中示意性地示出了能够实现本发明的方法的站点。其包括微处理器10、在存储区11中集结的存储器M1、M2、M3、M4和M5，用于保存要发送的数据帧的描述符和与其相关的净荷数据，以及网络接口12，用于与网络的另一站点或接入点进行通信。站点的元件10、11和12通过总线13彼此进行通信。在微处理器10中执行前述存储器管理。

Claims

1、一种管理方法，用于在包括无竞争时隙或专用于ATIM数据帧的传输的时隙和竞争时隙的时间段期间，在无线网络的站点中，对数据帧的传输进行管理，所述要传送的数据帧包括或不包括净荷数据。此方法包括以下步骤：

-对于每个数据帧，产生所述帧的描述符；

-将要在无竞争时隙或专用于传输ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符存储在站点的至少第一存储器(M1)中，然后，将要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符存储在不同于所述至少一个第一存储器的站点的第二存储器(M2)中；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于将要在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符存储在两个不同的存储器中，将包括净荷数据的数据帧的描述符存储在所述第一存储器(M1)中，而将不包括净荷数据的数据帧的描述符存储在第三存储器(M3)中。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间，首先发送其描述符被存储在第一存储器(M1)中的数据帧，随后发送其描述符被存储在第三存储器(M3)中的数据帧。

4、根据权利要求1到3之一所述的方法，其特征在于按照其描述符被存储在所述第一和第二存储器中，以及适当的情况下，存储在所述第三存储器中的顺序，发送所述数据帧。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于如果在无竞争时隙期间，未发送其描述符被存储在所述第一存储器(M1)中的数据帧，则在随后的竞争时隙期间对其进行发送。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于在所述竞争时隙期间发送其描述符被存储在所述第二存储器(M2)中的全部数据帧之后，在随后的竞争时隙期间，发送在无竞争时隙期间未发送的、其描述符被存储在所述第一存储器(M1)中的所述数据帧。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于在所述竞争时隙期间发送其描述符被存储在所述第二存储器(M2)中的全部数据帧之前，在随后的竞争时隙期间，发送在无竞争时隙期间未发送的、其描述符被存储在所述第一存储器(M1)中的所述数据帧。

8、根据权利要求1到7之一所述的方法，其特征在于将所述数据帧的净荷数据存储在与站点的所述第一、第二和适当情况下的第三存储器不同的至少一个存储器中。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于将要在无竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据存储在站点的第四存储器(M4)中，而将要在竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据存储在站点的第五存储器(M5)中，第四和第五存储器与所述第一、第二和第三存储器不同。

10、根据权利要求1到9之一所述的方法，其特征在于站点的存储器为先进先出类型的。

11、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于所述无线网络是802.11类型的。

12、一种无线网络的站点，设计用于在包括无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙、其后为竞争时隙的时间段期间，传送数据帧，所述要传送的数据帧包括净荷数据或不包括净荷数据。所述无线网络的站点包括：

-装置(10)，对于每个数据帧，产生所述帧的描述符；

-至少第一存储器(M1)，用于存储要在无竞争时隙或专用于传输ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符；

-不同于所述至少一个第一存储器的第二存储器(M2)，用于存储要在竞争时隙期间传送的数据帧的描述符；

-装置(12)，在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间，发送其描述符被存储在所述至少一个第一存储器中的数据帧中的至少一个，然后，在竞争时隙，发送其描述符被存储在第二存储器中的数据帧中的至少一个。

13、根据权利要求12所述的站点，其特征在于除了所述第一存储器(M1)以外，其包括第三存储器(M3)，用于存储要在无竞争时隙或专用于传送ATIM数据帧的时隙期间传送的数据帧的描述符，将包括净荷数据的数据帧的描述符存储在所述第一存储器(M1)中，而将不包括净荷数据的数据帧的描述符存储在第三存储器(M3)中。

14、根据权利要求12或13所述的站点，其特征在于其还包括：第四存储器(M4)，用于存储要在无竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据；以及第五存储器(M5)，用于存储要在竞争时隙期间传送的数据帧的净荷数据。