CN1893396A - 无线局域网系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的无线局域网系统包含基站、移动台及控制装置(10)，通过该控制装置(10)接收无线通信，且用帧分析部(32)分析接收到的帧，在判断部(34)基于分析结果判断与位于媒体访问控制层上位层的服务对应的帧的规则性及接收帧是否为所要服务的帧，帧发行部(36)根据破坏帧的规则性的判断，在上行和下行的无线通信中发送设有带给发送对象发送权的持续时间值的帧。从而提供即便无法实现无线局域网上的QoS，也能活用现有资产、实现无线局域网系统的QoS的无线局域网系统及其通信方法。

Description

无线局域网系统及其通信方法
技术领域
本发明涉及无线LAN(局区域网)系统及其通信方法。本发明的无线LAN系统特别涉及在高优先级服务类型中使用的，包含处理多媒体信息的VoIP装置或动画通信装置等的系统。而且本发明的无线LAN系统的通信方法涉及，着重确保以传送时传送延迟量及传送延迟变动量为传送品质指标的QoS(Quality of Service：服务质量)，处理多媒体信息的无线通信方法。
背景技术
根据IEEE(Institute of E1ectrical and Electronic and Engineers)802.11标准规定无线LAN网络。此连接方式有特殊模式和基础模式。特殊模式是各无线LAN中移动台(台STA：STAtion)之间进行直接通信的模式，并不特别存在成为网络中心的台。基础模式中，各无线LAN的节点基本上被称为基站(Access Point：AP(接入点))。与移动台的通信经由成为网络中心的基站进行。
无线LAN的帧序列基本上是对单播帧发送的ACK(肯定)帧响应。但是如多播帧和广播帧那样帧的目的地为多个台时，不需要ACK响应。
基础模式的访问有两种方式。一种是采用CSMA/CA(Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance)方式的DCF(DistributedCoordination Function)。另一种是CSMA/CA方式的PCF(PointCoordination Function)。PCF通过接入点进行媒体的集中管理。
DCF控制下的各移动台基本上在进行帧发送之前必须确认无线媒体的空闲状况。若确认的结果移动台判断媒体在使用中(即，忙)，则必须等帧传送结束为止将媒体的使用权让给使用中的移动台。在帧传送结束后，只有在经过规定的时间间隔(DIFS：DistributedInter-Frame Space)和由随机数构成的各移动台个别的时间间隔(即，退避时间)后，移动台才能开始进行保留的帧的发送。
DCF中，不存在PCF中如主点即基站AP对从属点即一般移动台那样的主从关系。除信标发送等一部分的例外外，包括接入点在内的任何台均为公平的竞争对手而可对媒体进行访问。
另外，在PCF控制下，各移动台仅在接收来自接入点的轮询信号时，才可发送帧。PCF的场合，发送权的控制全部委托给接入点，因此一般移动台在发送之前无需确认无线媒体的空闲状况，且无需等待经过退避时间。
作为DCF控制的主要方式的CSMA/CA中，有两种用载波侦听确认无线发送状况的方法。一种是根据物理层即PHY(PHYsical)层的RF部(Radio Frequency Module)直接进行载波检验(物理载波侦听)的方法，另一种是利用在经由无线媒体传送的各种帧上设定的发送预约信息(NAV：Network Allocation Vector)的虚拟载波侦听的方法。MAC(Media Access Contorl)层中组合该两种方法，有效降低许多台之间媒体竞争造成的冲突概率。物理载波侦听通过RF部来进行，虚拟载波侦听利用MAC层中的结果，按最大每1μs判断无线媒体上有无载波。
虚拟载波侦听机制采用NAV来实现。全部移动台各自具备NAV，NAV是从其值被设定的瞬间开始按一定比例递减至“0”为止的一种计数器，NAV的值表示当前帧收发中的移动台在该时刻的无线发送预定的剩余时间。若NAV达到“0”，则表示无线媒体开放而有空，即处于空闲状态。
当前收发帧的移动台中，在发送的帧内MAC标题的持续时间(Duration)/ID场上预先设定当前传送中的帧传送完后的无线媒体占有预定时间。当前收发帧的移动台以外的全部移动台，读取无线媒体上传送的帧的该场，在该帧传送结束定时将该值加载到本移动台的NAV。但是，NAV的加载定时中，本移动台当前的NAV的值大于从传送帧的持续时间/ID场读取的值时，不进行该加载。
接着，对基本的NAV的控制进行说明。当前收发帧中的移动台以外的移动台，在数据帧的传送结束时刻，将数据帧的持续时间/ID场上设定的值，加载到各本移动台的NAV定时器。NAV定时器按一定比例递减，在ACK帧的传送结束时刻达到“0”。NAV定时器“0”以外的期间就是虚拟载波侦听的媒体忙的期间。
Data帧与ACK帧的间隔为已规定的PHY固有的时间(SIFS：ShortInter-Frame Space)。仅在物理载波侦听中，认定该间隔中媒体处于空闲状态，但通过虚拟载波侦听，识别到ACK帧结束为止媒体持续忙的情况。相反，最初的数据传送中NAV还处于置位之前，因此通过物理载波侦听识别到媒体忙。如此在MAC层中，组合物理载波侦听与虚拟载波侦听来检测媒体忙，从而能够进行更加有效的冲突避免控制。另外ACK帧的持续时间值表示“0”，则ACK帧结束时刻媒体成为开放状态。
在DCF控制下动作的任何移动台中，在所要帧发送之前，均能进行RTS/CTS(请求发送/清除发送)帧的交换。从而，首先使用帧长度短的RTS/CTS帧，进行与实际发送目的移动台的帧交换，并进行发送目的移动台的检验和发送通路的检验。但是，想要发送的帧长度本来就短时不太有利用RTS/CTS帧的意义，因此在MAC层中利用预先被指定的RTS/CTS适用阈值参数判断RTS/CTS的适用与否。对于基本上阈值参数以下长度的帧不适用RTS/CTS，仅对超过阈值参数的帧适用RTS/CTS。在RTS/CTS帧中，与通常的数据帧等同样，也进行上述那样的NAV控制。
接着，对RTS/CTS帧序列及其NAV动作进行说明。RTS/CTS帧序列中，RTS-CTS帧间、CTS-数据帧间以及数据-ACK帧间的间隔能够利用所有规定的帧间隔中最短的时间间隔即SIFS进行发送。因而，如果RTS/CTS帧传送成功，就能比隔着长于SIFS的时间间隔即DIFS后想要进入帧传送的其它移动台优先使用无线媒体。因此，后续的数据帧/ACK帧传送成功的可能性变大。
各帧的持续时间/ID场的值表示该帧发送完后到ACK帧发送完为止的时间，因而最后的ACK帧中该值成为“0”。
虚拟/物理载波侦听的判断结果，无线媒体在忙状态之后成为空状态，在刚经过必要的时间间隔(通常为DIFS期间)后的时刻，保存待发数据的多个移动台分别开始要发送时，媒体访问重叠而引起冲突的可能性变高。
因此作为避免这种冲突的方法，IEEE802.11标准中规定了退避顺序。简单说明一下该退避顺序的基本动作。在3个移动台1～3中发生待发数据时，通过物理/虚拟载波侦听确认无线媒体的忙状态或刚忙后的DIFS期间内等情况下，各移动台进入转让发送权限的状态。在帧传送结束后，隔着DIFS间隔，媒体开放且成为空状态，但这里各移动台要一起开始帧发送时访问定时集中到较窄的范围，因此引起冲突的可能性变高。
为了降低该冲突概率，各移动台必须在DIFS后还要等候被随机选择的时间即退避时间后进行媒体访问。从而能够降低多个媒体访问冲突的可能性。
以上说明的DCF访问方式之外，IEEE802.11标准中，作为基础模式的无线媒体访问方式，规定PCF访问方式为备选方式。PCF访问方式中，通过称为PC(Point Coordinator)的通常为接入点的主台，集中控制各无线移动台的发送权。因而与DCF有区别，各无线移动台不会围绕发送权进行竞争。
在传统的无线LAN系统中，主要处理数据类的业务，但是随着近年的例如VoIP(Voice over IP)等的多媒体技术的发展以及普及，与传统的数据类业务同样通过无线LAN系统统一处理语音、动画等多媒体类业务的需求越来越多。
多媒体类业务的特征是对其周期性及延迟灵敏。在发送源周期性生成的多媒体类业务中，若在中途的传输路径中发生一定以上的延迟及延迟变动，或产生一定以上的信息损耗，则发送目的方中再现的语音、动画等的质量劣化到难以评价的程度。
但是依据上述那样的IEEE802.11标准的DCF访问方式，设计成有效传送基本上以脉冲串的方式无法预测的非同步数据。因此在网络拥挤的状况下，会发生数据的延迟量变动大的状况。对于有规则且周期性的多媒体类业务，通过减少传送延迟量及传送延迟变动量，很难确保其QoS。并且，依据上述IEEE802.11标准的PCF访问方式，虽然适合有规则且周期性的多媒体类业务，但本来就被定位为DCF备选的情况，目前还不能说得到普及，不能成为实际的解决对策。
因此，对依据广泛普及的DCF访问方式的台，仅通过AP侧的措施，就能实现确保多媒体类业务QoS的控制无线LAN的QoS的AP。
具体有几个方案。该方案中设这样的条件：在利用依据IEEE802.11标准的无线LAN的系统中无线LAN基站装置的QoS控制方法中，基站与以DCF方式受访问控制的移动台之间形成基础模式的网络，基站处于接收来自移动台的第一帧的动作中状态，且保持接收该第一帧后必须发送的多媒体类高优先帧。在这种条件下，第一方案中基站在对第一帧的响应信号的持续时间/ID场，设定多媒体类高优先帧的发送所必要的时间后发送该响应信号。
作为第二方案，基站在第一帧的持续时间/ID场，设定加上多媒体类高优先帧的发送所必要的时间的时间后发送该第一帧。作为第三方案，基站在第一帧的响应信号的持续时间/ID场，设定预测多媒体类高优先帧的接收所需要的时间后发送该响应信号，然后与特定移动台之间执行将该移动台的NAV定时器归零的特定序列。还有作为第四方案，基站在第一帧的持续时间/ID场，设定加上预测多媒体类高优先帧的接收所需要的时间的时间后发送第一帧，然后与特定移动台之间执行将该移动台的NAV定时器归零的特定序列。
根据这些方案，在进行多媒体类高优先帧收发的基站与移动台之间，进行收发时，在持续时间/ID场的值上设定不为零的值，且在与特定移动台之间执行将该移动台的NAV定时器归零的特定序列，从而能够显著地提升该基站或移动台可确保发送权的概率，可实现改善QoS。
这样以确保QoS为重点的使用无线LAN的应用程序，需要在系统结构中设有实现无线LAN上的QoS的控制方法的基站。
[专利文献]特开2002-314546号公报
[专利文献]特开2003-298592号公报
[专利文献]特开2003-298593号公报
发明内容
然而，虽然无线LAN上已经设有基站，但基站上未具备通过上述控制方法实现QoS的结构时，为了重视QoS的确保的使用无线LAN的应用程序，该基站需要在应用程序中实现QoS的结构。基站因设有这种结构，发生已有的装置资产浪费的问题。
本发明以消除传统技术的缺点，即使无法实现无线LAN上的QoS，也活用现有资产，提供可实现无线LAN上的QoS的无线LAN系统及其通信方法为目的。
本发明为了解决上述课题，在具有分散协调功能的无线LAN系统中包含：桥接无线和有线，并利用分散协调功能进行控制的基站；配置在无线区内，并与基站通过基础模式进行无线通信的移动台；以及监控以基础模式进行的无线通信的控制装置，该控制装置包含：分析通过无线通信接收的帧的帧分析部件；基于从帧分析部件得到的分析结果，判断从与位于媒体访问控制层上位层的服务对应的帧的规则性得到的预测定时接收的帧是否为所要帧的判断部件；以及对应已接收的帧并非所要帧且破坏帧的规则性判断，将持续时间值设在发送给优先对象的发送帧的持续时间/ID场上，发送该发送帧的帧发行部件。
本发明的无线LAN系统包含基站、移动台及控制装置，通过该控制装置接收无线通信，且用帧分析部件分析监控得到的帧，通过判断部件基于分析结果，从与位于媒体访问控制层上位层的服务对应的帧的规则性，判断预测定时接收的帧是否与所要帧不同，根据由帧发送部件接收的帧与所要帧不同的结果得出的破坏帧的规则性的判断，在发送给优先对象的发送帧的持续时间/ID场上设持续时间值，通过发送该发送帧，将对象外持续时间值设在NAV，使发送权无效，从而优先确保对象的发送权。
而且，本发明为了解决上述问题，在具有分散协调功能的无线LAN系统的通信方法，其中包括：将从移动台到基站的无线通信设为上行方向的无线通信，从基站到移动台的无线通信设为下行方向的无线通信，用控制装置常时接收用基础模式进行无线通信的帧的第一工序；控制装置存储无线通信业务，基于所存储的过去履历预测下次发生定时，在预测到的发生定时接收的帧发送到预定移动台或由预定移动台发送时，判断该帧是否为位于媒体访问控制层上位层的服务中必须优先的优先帧的第二工序；下一次的发生定时判断发送的帧与优先帧不同时，在反馈对应不同帧的响应信号时，控制装置在发送给优先对象的发送帧的持续时间/ID场上，设定使该控制装置对发送对象以外的发送无效的时间的第三工序；将发送帧发送的第四工序；以及设定包含在发送帧内的发送对象以外无效的时间，从该时间开始递减计数的第五工序。
本发明的通信方法用控制装置接收信息，并存储无线通信的业务，基于所存储的过去履历预测下次发生定时，在对预定移动台的发送或由预定移动台的发送中，预测与位于媒体访问控制层上位层的服务对应的帧是否优先发送，预测到在下次发生定时与该服务对应的帧优先的场合，反馈与第一帧对应的响应信号时，控制装置在预定发送帧的持续时间/ID场上，设定使该控制装置的发送对象以外的发送无效的时间，发送预定帧，并设定使发送对象以外的信息发送无效的时间，通过从该时间开始递减计数，将对象外的持续时间值设在NAV上，通过使该对象外的发送权无效，确保对象的优先发送权。
附图说明
图1是本发明无线LAN系统中使用的控制装置的概略结构的框图。
图2是包含图1控制装置的无线LAN系统的说明图。
图3是说明确保图2控制装置下行方向的发送权的时序图。
图4是说明确保图2控制装置下行方向的发送权的时序图。
图5是说明确保图2控制装置下行方向的发送权的时序图。
图6是说明确保图2控制装置下行方向的发送权的时序图。
图7是说明确保图2控制装置上行方向的发送权的时序图。
图8是说明确保图2控制装置上行方向的发送权的时序图。
图9是说明确保图2控制装置上行方向的发送权的时序图。
图10是说明确保图2控制装置上行方向的发送权的时序图。
(符号说明)
10控制装置，12RF处理部，14基带处理部，16MAC处理部，18上位层处理部，32帧分析部，34判断部，36帧发行部，50无线LAN系统，52基站(AP)，54～60移动台(STA)。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明无线LAN系统的一实施例。
本实施例适用本发明的无线LAN系统，此系统上设有控制装置10。省略与本发明无直接关系部分的图示和说明。在下面的说明中用连接线的编号表示信号。
如图1所示，本实施例的控制装置10包含RF处理部12，基带处理部14，MAC处理部16及上位层处理部18。RF处理部12具有调制发送无线LAN使用的高频、并接收高频后进行正交检波的功能。RF处理部12将接收到的信号20输出到基带处理部14。并且，RF处理部12接收来自基带处理部14发送信号22。
基带处理部14功能如下：对RF处理部提供的接收信号20进行解码处理后，将数据24输出到MAC处理部16；并且将MAC处理部16提供的数据26进行编码处理后输出到RF处理部。
MAC处理部16功能如下：从基带处理部14提供的数据26抽出MAC层并将抽出的数据28输出；基于上位层处理部18提供的数据30进行对MAC层的帧处理后输出到基带处理部14。
上位层处理部18中设有帧分析部32、判断部34及帧发行部36。帧分析部32具有从接收的数据30分析接收的分组的发送源、发出目的地、MAC层上位层的内容、该分组进行的服务及进行服务的分组的规则性的功能。帧分析部32将分析出的服务的规则性的结果信息38输出到判断部34。
判断部34具有基于结果信息38，判断帧的规则性是否适当进行的功能。若该帧的规则性适当进行，则可预测下次帧接收的定时。判断部34判断在该定时接收的帧是否为服务中的所要帧。若不满足该规则性，即接收的帧不是服务的所要帧时，判断部34要判断在AP发送的定时未取得无线的发送权。判断部34将控制信号40输出到帧发行部36，使AP优先取得发送权。
帧发行部36发行帧30到指示的优先对象(本实施例中的AP)，该帧包含控制优先取得无线的发送权的信息。该信息就是持续时间/ID场的持续时间值。帧发行部36将帧30发送到MAC处理部26。
接着，说明的无线LAN系统50包含使用本发明无线装置的控制装置10。如图2所示，按基础模式运作的无线LAN系统50包含基站(AP)52，移动台(STA)54、56、58、60，以及控制装置(CNT：CoNTroller)10。无线LAN系统50通过AP52与有线LAN系统62的连接，确保与有线LAN系统6即主干网络的构成元件对应的个人计算机(PC)64及66的通信联络。
AP52是现有无线LAN的基站。STA54、56、58及60为现有无线LAN的移动台，通过AP52常时收发无线帧。CNT10是图1的控制装置。无线LAN系统50覆盖虚线68表示的区域及空间。
接着，说明使用本发明无线装置的无线LAN系统50的基本动作。如图2所示，例如从PC64传送分组到STA54时，分组经由有线LAN系统62、AP52传送到STA54。CNT10在无线LAN系统50覆盖的区域68内。CNT10接收AP52和STA54～60之间收发的分组，对其进行监控。本实施例的监控中将从AP52到STA54的分组提取到CNT10进行信号处理。提取的分组经由图1的RF处理部12、基带处理部14、MAC处理部16传送到上位层处理部18的帧分析部32。
若本实施例是VoIP的语音通话，则帧分析部32用CNT10监控从AP52到STA54的分组。此时的服务是VoIP。帧分析部32分析接收的分组。帧分析部32分析出帧的规则性，将分析到的规则性信息及帧信息38输出到判断部34。例如进行VoIP的语音通话时，语音信息即分组在AP52及STA54之间以数十微秒的规则性周期在双方之间传递。
判断部34在不满足AP52传送到STA54的帧规则性而不是所要帧时，判断AP52未能在希望传送定时得到无线发送权。判断部34向帧发行部36发送指示AP52得到优先发送权的控制信号40。
帧发行部36根据从判断部34得到的控制是否要发送权的控制信号40，将包含控制信息的帧发送到无线LAN。如图1所示，帧经由上位层处理部18、MAC处理部16、基带处理部14及RF处理部12，传送到无线LAN系统50的区域。通过上述过程，无线LAN系统50使无发送权的AP52优先得到无线发送权。这就是优先取得无线发送权的无线LAN系统50沿下行方向即从AP到STA方向的基本动作。
相反，例如从STA54传送信息到PC64时，分组经由STA54、AP52传送到有线LAN系统62的PC64。此时CNT10如上所述监控从STA54到AP52的分组。CNT10判断服务是否按规则进行。CNT10判断STA54未能在所要发送定时得到无线发送权时，将控制STA54优先取得无线发送权地将帧发送到无线LAN系统50。通过上述方式，使未能取得无线发送权的STA54优先得到无线发送权。这就是优先取得无线发送权的无线LAN系统50沿上行方向即从STA到AP方向的基本动作。
接着说明经过上述基本动作，连接到有线LAN系统62上的PC64和连接到无线LAN系统50上的STA54之间进行VoIP语音通话时CNT10的动作。图3的时序图表示AP52、CNT10及STA各部分之间进行的帧收发。无线LAN系统50的状况在图4～图6也相同。
该时序图表示，下行方向语音业务发生定时T1、T2的时刻，Data1及Data3从AP52到STA54的语音信息的传递。帧周期是周期T。AP52先发送Data1，之后经过SIFS时间。然后AP52发送Data3，再经过SIFS时间。经过各SIFS后，AP52从STA54分别接收ACK2及ACK4。由此AP52认知无线LAN系统50的帧传送序列的结束。
CNT10存储无线LAN系统50的语音通话中从AP52到STA的业务，基于过去履历即定时T1及T2，预测下次的下行方向的语音业务发生定时T3。此时CNT10、STA56～60因为Data1及Data3是向其他STA发送的帧，所以在这些数据帧接收结束定时将设在数据帧上的持续时间值加载到NAV定时器上。因此CNT10、STA56～60在加载后ACK帧传送结束之前，在斜线表示期间，继续NAV定时器的递减动作。在此期间，CNT10、STA56～60无法获得无线媒体的发送权。在ACK帧传送结束的同时NAV定时器归“0”，所以CNT10、STA56～60开始进入无线媒体自由竞争可能的状态。
接着，在下行方向语音业务发生定时T3，AP52正从STA56接收信息Data5。因此AP52无法立即进行将所要语音信息Data9发送的服务。CNT10识别到Data5并不是所要数据帧。此时，CNT10通过监控器识别到Data5的响应ACK6帧的发送结束。而且，CNT10识别到仅在DIFS(分散帧之间空间)时间，持续无线媒体的空闲状态。此后，CNT10将RTS7帧发送到AP52。RTS7帧上设有持续时间值。如图3所示，设定的持续时间值是从[SIFS×2+DIFS+退避时间+(CTS8、Data9、ACK10)的传送时间]算出的值。
如图4所示，AP52将Data5发送到STA56的动作与上述动作不同。此时，在定时T3发送的Data5并不是所要服务即Data9。此刻，AP52无法立即传送语音信息的Data9。此后，CNT10识别到Data5的响应即发送到AP52的ACK6帧的发送结束。CNT10确认到DIFS时间后继续的无线媒体的空闲状态，此后将RTS7帧发送到AP52。RTS7帧上设有持续时间值。该持续时间值是[SIFS×2+DIFS+退避时间+(CTS8、Data9、ACK10)的传送时间]的总和。
上述计算公式包含的退避时间是由AP52实施的退避即等待时间。因该时间是无法准确预测的随机值，所以采用概率平均值。此后所述的退避时间也同样设定。
如图3及图4所示，AP52接收RTS7帧后，响应并发送CTS8帧。而且，STA56～60接收RTS7帧后，将设在RTS7帧上的持续时间值加载到本STA各NAV定时器上。此后，STA56～60开始递减。AP52一般经过DIFS+退避时间，待机到Data9帧发送为止。但是，因STA54～60继续NAV定时器的递减动作，所以STA54～60无法获得无线媒体的发送权。因此，AP52在该时刻优先获得发送权。
总结上述状况，CNT10判断在AP52当前的接收动作后，保持必须发送的多媒体类高优先帧时，经过AP52发送的ACK6帧发送结束为止的时间及DIFS时间后，将退避时间＝0设为RTS帧的传送定时，将[SIFS×2+DIFS+退避时间+(CTS8、Data9、ACK10)的传送时间]之总和算出的持续时间值设到RTS帧上。CNT10发送RTS帧。与AP52之间实施RTS/CTS序列。AP52通过CNT10的发送控制，显著增加确保AP52下行方向的媒体使用权的概率，能够提高无线LAN系统50下行方向的QoS。
如图5所示时序图，CNT10在定时T1、T2后，预测发生下次下行方向语音业务的定时T3。在该预测过程中，图5中的AP52在定时T3从STA56接收信息Data5。还有，图6与图5不同的是AP52将Data5发送到STA56。图5及图6中的Data5都不是所要服务即Data9。图5及图6的AP52都无法立即发送语音信息的Data9。
在上述状态下，CNT10接收且监控AP52发送的ACK6帧。ACK6帧是AP52对接收STA56的Data5的响应。通过该响应CNT10识别到Data1及Data3的信息发送分别结束。而且，CNT10根据Data5并非预测定时T3所要服务的数据帧的事实，确认无线媒体的空闲状态仅在DIFS时间继续的情况后，将Null7帧发送到AP52。
在CNT10中，Null7帧上设有持续时间值。持续时间值是由[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间1的总和算出的值。
AP52接收Null7帧后，响应并发送ACK8帧。并且，STA54～60接收Null7帧后，将设在Null7帧上的持续时间值加载到本STA的各NAV定时器上。加载后，STA54～60分别开始进行递减动作。AP52在发送Data9帧之前的DIFS+退避时间处于待机状态。STA54～60因为NAV定时器继续递减动作而无法获得无线媒体的发送权。由此，作为发送对象的AP52在该时刻优先获得媒体使用权。
总结上述状况，CNT10判断在AP52当前的接收动作后，保持必须发送的多媒体类高优先帧时，在经过AP52发送的ACK6帧接收结束为止的时间及DIFS时间后，将退避时间＝0设为Null帧的发射定时，将由[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间]的总和算出的持续时间值设到Null帧上，并发送Null7帧。CNT10与AP52之间实施Null/ACK序列。AP52通过CNT10的发送控制，显著增加确保AP52获得沿下行方向的媒体使用权的概率，能够提高无线LAN系统50下行方向的QoS。
与上述具体例相反，着眼于沿上行方向的应用VoIP技术的语音通话。具体说明就是语音信息分组从STA54经过AP52发送到PC64的情况。如图7所示上行方向语音业务发生定时T4、T5的时刻，Data1及Data3表示所要服务的语音信息。该帧的周期按有规则的时间间隔周期T运行。而且，CNT10存储语音通话中无线LAN系统50的移动台、STA的业务，基于过去履历T4、T5，预测下次上行方向语音业务发生定时T6。图8～图10的无线LAN系统50也是相同状况。
在定时T6，AP52接收来自STA56的Data5。而且在该定时T6，如图8所示，AP52也可能处于向STA56发送Data5的状态。CNT10识别到Data5并不是所要数据帧。还有，此时AP52无法立即接收来自STA54的下一个语音信息即Data9。
上述时刻，CNT10也通过监控器识别到Data5的响应ACK6帧的发送结束。而且，CNT10确认无线媒体的空闲状态仅在DIFS时间继续。此后，CNT10将RTS7帧传送到STA54。RTS7帧上设有持续时间值。持续时间值是[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间]的总和算出的值。
STA54接收RTS7帧后，作为响应信号发送CTS8。并且，AP52及STA56～60接收RTS7帧后，将设在RTS7帧上的持续时间值加载到本AP52及本STA56～60的NAV定时器。加载后，AP52及STA56～60分别开始递减动作。STA54在发送Data9帧之前的DIFS+退避时间处于待机状态。但是其他的AP52及STA56～60继续NAV定时器的递减动作。从而AP52及STA56～60在该继续期间无法获得无线媒体的发送权。由此，STA54优先获得媒体使用权。
总结上述状况，CNT10判断在AP52当前的接收动作后，保持某STA必须向AP52发送的多媒体类高优先帧时，经过某STA向AP52发送的ACK6帧接收结束为止的时间及DIFS时间后，将退避时间＝0设为RTS帧的发射定时，将由[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间]之总和算出的持续时间值设到RTS帧上。而且，CNT10与通过发送控制得到优先发送权的对象即STA之间实施RTS/CTS序列。通过上述措施，显著增加确保对象STA获得上行方向的媒体使用权的概率，能够提高无线LAN上行方向的QoS。
如图9所示，Data1、Data3表示上行方向语音业务发生定时T4、T5的时刻发送的语音信息。此帧按有规则的时间间隔周期T运行。而且，CNT10存储语音通话中的无线LAN系统50的移动台、STA，基于过去履历，预测下一次上行方向语音业务的发生定时T6。
在定时T6，AP52接收来自STA56的Data5。另外，在图10的定时T6，AP52向STA56发送Data5。AP52无法立即从STA54接收所要服务的下一次语音信息的Data9。此时，CNT10通过监控器识别到Data5的响应ACK6帧的发送结束。CNT10识别到无线媒体在DIFS时间处于空闲状态。此后CNT10向STA54发送Null7帧。Null7帧上设有持续时间值。持续时间值是由[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间]的总和来算出的值。
STA54接收Null7帧后，作为响应信号发送ACK8。接着，AP52及STA56～60接收Null7帧后，将设在Null7帧上的持续时间值加载到本AP52及本STA56～60的NAV定时器。加载后，AP52及STA56～60分别开始递减动作。STA54在发送Data9帧之前的DIFS+退避时间处于待机状态。但是其他的AP52及STA56～60继续NAV定时器的递减动作。从而AP52及STA56～60在该继续期间无法获得无线媒体的发送权。因此，STA54优先获得媒体使用权。
总结上述状况，CNT10判断在AP52当前的接收动作后，保持某STA必须向AP52发送的多媒体类高优先帧时，经过某STA向AP52发送的ACK6帧接收结束为止的时间及DIFS时间后，将退避时间＝0设为Null帧的发射定时，将由[SIFS×2+DIFS+退避时间+(ACK8、Data9、ACK10)的传送时间]之总和来算出的持续时间值设到Null帧上。而且在CNT10和设为发送权对象的STA之间实施Null/ACK序列。通过上述措施，显著增加确保该对象的STA获得上行方向的媒体使用权的概率，能够提高无线LAN上行方向的QoS。
还有，本发明的无线装置，并没有局限在依据IEEE802.11标准的无线LAN系统的实施例中，可在该无线LAN系统使用的，请求发送响应的其他帧，例如即便是利用单播的管理帧或数据帧等的时候，发送到该预测到的装置，对这以外的装置无效在开始运行NAV定时器后获得发送权，从而能够与本实施例同样，优先确保预测到的装置的发送权。另外，使用的持续时间值可为开始发送预测到的多媒体类高优先帧为止的值。
另外，多媒体类的服务不仅是语音信息，还有影像和数据等不同种类信息的传送。可以让这些种类保持优先级。通过将对应这些种类的时间设在发送帧的持续时间/ID场上的方法，保持对所有对应这些种类的发送权，例如其中的一部分即对语音信息及影像信息的发送权，以及仅对影像信息的发送权。控制装置10发送对应此设定的发送帧到无线LAN系统50。通过该发送，将设定的值加载并设定到发送权对象以外的NAV上。发送权对象以外的发送权在通过加载设定的时间内处于无效状态。从而，能够确保无线LAN系统50对所要对象的优先发送权。

Claims (6)

1.一种具有分散协调功能的无线局域网系统，其特征在于包括：
桥接无线和有线，并利用所述分散协调功能进行控制的基站；
配置在无线区内，并与所述基站通过基础模式进行无线通信的移动台；以及
监控以所述基础模式进行的无线通信的控制装置，
该控制装置包含：分析通过所述无线通信接收的帧的帧分析部件；
基于从该帧分析部件得到的分析结果，判断从与位于媒体访问控制层上位层的服务对应的帧的规则性得到的预测定时接收的帧是否为所要帧的判断部件；以及
对应所述接收的帧并非所要帧且破坏所述帧的规则性判断，将持续时间值设在发送给优先对象的发送帧的持续时间/ID场上，发送该发送帧的帧发行部件。
2.如权利要求1所述的无线局域网系统，其特征在于：所述持续时间值是从所述帧发行部件输出的帧的传送结束开始，到对设为优先的帧的响应结束为止的总时间。
3.一种具有分散协调功能的无线局域网系统的通信方法，其特征在于包括：
将从移动台到基站的无线通信设为上行方向的无线通信，从所述基站到所述移动台的无线通信设为下行方向的无线通信，用控制装置常时接收用基础模式进行无线通信的帧的第一工序；
所述控制装置存储无线通信业务，基于所存储的过去履历预测下次发生定时，在预测到的发生定时接收的帧发送到预定移动台或由预定移动台发送时，判断该帧是否为位于媒体访问控制层上位层的服务中必须优先的优先帧的第二工序；
所述下一次的发生定时判断发送的帧与所述优先帧不同时，在反馈对应所述不同帧的响应信号时，所述控制装置在发送给优先对象的发送帧的持续时间/ID场上，设定使该控制装置对发送对象以外的发送无效的时间的第三工序；
将所述发送帧发送的第四工序；以及
设定包含在所述发送帧内的所述发送对象以外所述无效的时间，从该时间开始递减计数的第五工序。
4.如权利要求3所述的无线局域网系统的通信方法，其特征在于：
所述发送帧是请求发送帧，
响应该请求发送帧而发行清除发送帧。
5.如权利要求3所述的无线局域网系统的通信方法，其特征在于：
所述发送帧是Null帧，
响应该Null帧而发行肯定帧。
6.如权利要求1至5中任一项所述的无线局域网系统的通信方法，其特征在于：
所述服务提供多媒体类影像、语音及数据，所述优先帧中，使所有影像帧、语音帧及数据帧以及组合影像帧、语音帧及数据帧的一部分优先，并在所述发送帧的持续时间/ID场上设定发送所需的时间。
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