CN1894909A - 用于媒体接入控制的方法、设备、和系统 - Google Patents

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Abstract

这里针对MAC处理而公开的实施例能够高效地利用高吞吐量系统。在一个方面中，一种设备包括：第一层，用于接收来自一个或多个数据流的一个或多个分组，并用于根据所述一个或多个分组而生成一个或多个第一层协议数据单元(PDU)。在又一方面中，采用了第二层，用于根据一个或多个MAC层PDU而生成一个或多个MAC帧。在又一方面中，采用MAC帧，用于传送一个或多个MAC层PDU。该MAC帧可包括用于传送一种或多种分配方案的控制信道。该MAC帧根据分配方案可包括一个或多个业务段。

Description

用于媒体接入控制的方法、设备、和系统
根据35U.S.C§119的优先权要求
本专利申请要求以下美国临时专利申请的优先权：
2003年10月15日提交的、题目为“Method and Apparatus forProviding Interoperability and Backward Compatibility in WirelessCommunication System”的临时申请No.60/511,750；
2003年10月15日提交的、题目为“Method，Apparatus and systemfor Medium Access Control in High Performance Wireless LANEnvironment”的临时申请No.60/511,904；
2003年10月21日提交的、题目为“Peer-to-Peer Connection inMIMO WLAN System”的临时申请No.60/513,239；
2003年12月1日提交的、题目为“Method，Apparatus and systemfor Sub-Network Protocol Stack for Very High Speed Wireless LAN”的临时申请No.60/526,347；
2003年12月1日提交的、题目为“Method，Apparatus and systemfor Multiplexing Protocol data Unit in High Performance Wireless LANEnvironment”的临时申请No.60/526,356；
2003年12月23日提交的、题目为“Wireless CommunicationMedium Access Control(MAC)Enhancement”的临时申请No.60/532,791；
2004年2月18日提交的、题目为“Adaptive Coordination Function(ACF)”的临时申请No.60/545,963；
2004年6月2日提交的、题目为“Method and Apparatus for RobustWireless Network”的临时申请No.60/576,545；
2004年7月8日提交的、题目为“Method and Apparatus forDistribution Communication Resource Among Multiple Users”的临时申请No.60/586,841；以及
2004年8月11日提交的、题目为“Method，Apparatus and Systemfor Wireless Communication”的临时申请No.60/600,960；所有这些临时申请都已转让给本申请的受让人，故明确以引用方式并入此处。
技术领域
本发明一般涉及通信，更具体地，涉及无线LAN协议栈。
背景技术
为了提供诸如话音和数据之类的各种通信，广泛部署了无线通信系统。典型的无线数据系统或网络为多个用户提供对一个或多个共享资源的接入。一种系统可以使用多种接入技术，如频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)等。
示例性的无线网络包括基于蜂窝的数据系统。一些这样的例子如下：(1)“TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95标准)；(2)由名为“3rd Generation Partnership Project”(3GPP)提供的标准(W-CDMA标准)，其包含在一组文档3G TS 25.211、3GTS 25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214中；(3)由名为“3rdGeneration Partnership Project 2”(3GPP2)提供的标准(IS-2000标准)，其包含在“TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma 2000 SpreadSpectrum Systems”中；(4)遵循TIA/EIA/IS-856标准(IS-856标准)的高数据速率(HDR)系统。
无线系统的其他例子包括无线局域网(WLAN)，如IEEE 802.11(即802.11(a)、(b)或(g))。采用包括正交频分复用(OFDM)调制技术的多进多出(MIMO)WLAN，可以实现对这些网络的改进。
随着无线系统设计的发展，已经可以提供高数据速率。高数据速率为先进应用创造了可能，如话音、视频、高速数据传输以及各种其他应用。但是，不同的应用对于其各自的数据速率具有不同的要求。多种数据类型有延时和吞吐量要求，或者需要一定的服务质量(QoS)保证。在没有资源管理的情况下，可能会降低系统的容量，并且，系统可能无法高效地工作。
媒体接入控制(MAC)协议通常用于在多个用户之间分配共享的通信资源。MAC协议通常将高层与用于收发数据的物理层接合起来。为了从数据速率增长中获益，MAC协议必须被设计成高效地利用共享资源。
所开发的高性能系统支持多个速率，该多个速率可以根据物理链路特性而大大不同。给定不同数据应用类型的变化的要求，和位于系统内的不同用户终端的可支持数据速率的大偏差，也需要改进如何排队各种业务类型和如何在经常完全不同的各种物理连路上发送这些业务类型。因此，本领域中需要用于高效率使用高吞吐量系统的MAC处理。
发明内容
这里公开的实施例能够解决本领域中对高效地利用高吞吐量系统的MAC处理的需求。在一个方面中，一种设备包括：第一层，用于接收来自一个或多个数据流的一个或多个分组，并用于根据所述一个或多个分组而生成一个或多个第一层协议数据单元(PDU)。在又一方面中，采用了第二层，用于根据一个或多个MAC层PDU而生成一个或多个MAC帧。在又一方面中，采用MAC帧，用于传送一个或多个MAC层PDU。该MAC帧可包括用于传送一个或多个分配方案的控制信道。该MAC帧根据分配方案可包括一个或多个业务段。
还陈述了各种其它的方面和实施例。这些方面具有提供高效媒体接入控制的优点，并有利地用于包括高数据速率以及低数据速率的物理层。
附图说明
图1是包括高速WLAN的系统的示例性实施例；
图2描绘了无线通信装置的示例性实施例，其中可以将该无线通信装置配置为接入点或用户终端；
图3描绘了子网协议栈的示例；
图4给出了在穿越协议栈的各层时的用户数据分组；
图5给出了示例性的MAC帧；
图6描绘了用于发送前向链路消息传输的示例性方法；
图7描绘了用于接收前向链路消息传输的示例性方法；
图8描绘了用于发送反向链路消息传输的示例性方法；
图9描绘了用于接收反向链路消息传输的示例性方法；
图10描绘了用于在UT中执行初始接入和注册的示例性方法；
图11描绘了用于在AP中执行初始接入和注册的示例性方法；
图12描绘了用于AP上的用户数据流的示例性方法1200；
图13描绘了用于UT上的用户数据流的示例性方法1300；
图14描绘了用于将物理层反馈加入适应层功能中的示例性方法；
图15描绘了用于执行适应层多播的示例性方法；
图16给出了用于确定是使用适应层多播还是使用MAC层多播的示例性方法；
图17描绘了用于响应物理层反馈而执行分段的示例性方法；
图18给出了响应于传送速率的分段；
图19描绘了用于在单个MAC帧中传送多个流和命令的示例性方法；
图20给出了连续的MAC帧，包括传送各种部分MUX PDU的示例；
图21给出了用于使用MUX指示符准备MAC帧的示例性方法；
图22给出了用于接收包括MUX指示符的MAC帧的示例性方法；
图23给出了示例性的MUX PDU格式；
图24给出了为以太网适应而配置的示例性系统；
图25给出了为IP适应而配置的示例性系统；
图26给出了示例性的以太网协议栈；以及
图27给出了示例性的IP协议栈。
具体实施方式
这里公开的子网协议栈通过无线LAN的非常高比特速率物理层支持(或者，使用新出现的传输技术的类似应用)的高效率、低延时、高吞吐量操作。示例性的WLAN在20MHz带宽内支持超过100Mbps(每秒百万比特)的比特速率。
与协议堆栈一起描述了用于将来自多个用户数据流和子网控制实体的协议数据单元(MUX PDU)复用为单个字节流的方法。将字节流格式化为MAC协议数据单元(MAC PDU)，每一个MAC协议数据单元都可以在包含于单个MAC帧中的突发中进行传送。这样可以支持高性能无线LAN子网络，用非常高比特速率的物理层进行高效率、低延时、高吞吐量的操作。
该子网协议栈支持高数据速率、高带宽的物理层传输机制，通常包括、但不限于：基于OFDM调制的机制；单载波调制技术；使用多个发射和多个接收天线的系统(多进多出(MIMO)系统，包括多进单出(MISO)系统)，用于非常高带宽效率的操作；将多个发射和接收天线与空间复用技术相结合从而在相同的时间间隔内向多个用户终端发送数据或从多个用户终端接收数据的系统；使用码分多址(CDMA)技术来实现多个用户同时传输的系统。
这里给出的一个或多个示例性实施例是针对无线数据通信系统环境而展开介绍的。虽然优选在该环境中使用，但也可以将本发明的不同实施例应用于不同的环境或配置。通常情况下，这里描述的各种系统可用软件控制的处理器、集成电路或离散逻辑来实现。贯穿本申请的数据、指令、命令、信息、信号、符号和码片优选用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其组合来表示。此外，每幅框图中所示的模块可以表示硬件或方法的步骤。在不偏离本发明保护范围的情况下，方法的步骤可以互换。这里使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。这里被描述为“示例性”的任何实施例或设计不应被解释为比其他实施例或设计更优选或更具优势。
图1是系统100的一个示例性实施例，其包括一个接入点(AP)104，连接到一个或多个用户终端(UT)106A-N。AP和UT经由无线局域网(WLAN)120进行通信。在该示例性的实施例中，WLAN120是高速MIMO OFDM系统。但是，WLAN 120也可以是任何无线LAN。接入点104经由网络102，与任何数量的外部设备或过程进行通信。网络102可以是互联网、内联网或任何其他有线、无线或光网络。连接110将物理层信号从网络传送到接入点104。设备或过程可以连接到网络102，或者，作为WLAN 120上的UT(或经由与其的连接)。可以与网络102或WLAN 120相连接的设备的例子包括：电话；个人数字助理(PDA)；各种类型的计算机(膝上计算机、个人电脑、工作站、任何类型的终端)；视频设备，如照相机、摄像机、网络摄影机；以及，任何其他类型的数据设备。过程可以包括声音、视频、数据通信等。各种数据流可能具有不同的传输要求，这些可以通过使用不同的服务质量(QoS)技术来得到满足。
系统100可以用一个集中式AP 104来部署。在该示例性的实施例中，所有UT 106与该AP进行通信。在另一实施例中，可以在两个UT之间进行直接的点到点通信，而无需修改系统，对于本领域技术人员来说这是显而易见的。为便于讨论，在该示例性实施例中，对物理层传输机制的接入由AP来控制。
在一个实施例中，AP 104提供以太网适应，图24举例说明了以太网适应的一个例子。在这种情况下，IP路由器2410可以配置有AP104，以提供(经由以太网连接110)到网络102的连接。示出了说明性例子UT 106，例如蜂窝电话106A、个人数字助理(PDA)106B、膝上计算机106C、工作站106D、个人计算机106E、视频摄像机106F和视频投影机106G。通过WLAN子网络120在路由器与UT 106之间传送以太网帧(下文中详细说明)。
以太网适应性和连通性在本领域中是已知的。图26示出了分别用于示例性UT 106和AP 104的以太网适应协议栈2640和2650，它们合并在下文中详细说明的示例性各层中。UT协议栈2640包括上层2610、IP层2615、以太网MAC层2620A、适应层310A、数据链路层320A和物理层(PHY)240A。AP协议栈2650包括PHY 240B(经由RF链路120连接到UT PHY 240A)、数据链路层320B和适应层310B。以太网MAC 2620B将适应层310B连接到以太网PHY 2625，以太网PHY 2625与有线网络102连接110。
在替换实施例中，AP 104提供IP适应，图25中示出了IP适应的一个例子。在这种情况下，AP 104担当所连接的UT集合(如图24所述)的网关路由器。这种情况下，AP 104可以向或从UT 106路由IP数据报。
IP适应性和连通性在本领域中是已知的。图27示出了分别用于示例性UT 106和AP 104的IP适应协议栈2740和2750，它们合并在下文中详细说明的示例性各层中。UT协议栈2740包括：上层2710、IP层2720A、适应层310A、数据链路层320A和物理层(PHY)240A。AP协议栈2750包括PHY 240B(经由RF链路120连接到UT PHY 240A)、数据链路层320B和适应层310B。IP层2720B将适应层310B连接到以太网MAC 2725，以太网MAC 2725连接到以太网PHY 2730，以太网PHY 2730与有线网络102连接110。
图2给出了无线通信设备的一个示例性实施例，该无线通信设备可被配置成接入点104或用户终端106。图2示出了接入点104配置。收发机210根据网络102的物理层要求，在连接110上接收和发送信号。来自或发向与网络102相连接的设备或应用的数据传递到MAC处理器220。这些数据在这里被称为流260。流可能具有不同的特性，并且，基于与该流相关联的应用的类型，可能需要不同的处理。例如，视频或话音可被称为低延时流(视频通常比话音具有较高的吞吐量要求)。很多数据应用对延时不太敏感，但可能具有较高的数据完整性要求(即，话音可以容忍一些分组的丢失，但文件传输通常不能容忍分组的丢失)。
MAC处理器220接收流260，并处理它们，以便于在物理层上进行传输。MAC处理器220还接收物理层数据，并处理该数据，以形成输出流260的分组。在AP和UT之间还传送内部控制和信令。MAC协议数据单元(MAC PDU)，也被称为物理层(PHY)协议数据单元(PPDU)或帧(按照802.11的说法)，通过连接270传递到无线LAN收发机240，并且，从无线LAN收发机240接收它们。从流和命令转换成MAC PDU以及从MAC PDU转换成流和命令的示例性技术将在下面进行详细说明。与各种MAC ID相对应的反馈280可以从物理层(PHY)240返回到MAC处理器220，用于各种目的。反馈280可以是任何物理层信息，包括信道(包括多播信道和单播信道)的可支持速率、调制格式和各种其他参数。
在一个示例性实施例中，适应层(ADAP)和数据链路控制层(DLC)是在MAC处理器220中执行的。物理层(PHY)是在无线LAN收发机240上执行的。本领域技术人员应当理解的是，可以在任一配置下进行各种功能的分割。MAC处理器220可以执行物理层处理的一部分或全部。无线LAN收发机可以包括一个处理器，用于执行MAC处理或其一部分。可以采用任何数量的处理器、专用硬件或其组合。
MAC处理器220可以是通用微处理器、数字信号处理器(DSP)或专用处理器。MAC处理器220可以与专用硬件相连接，以协助各项任务(这里未显示其细节)。各种应用可以运行在外连的处理器上，如外连的计算机或通过网络连接，可以运行在接入点104(未显示)内的附加处理器上，或者，运行在MAC处理器220本身上。所示的MAC处理器220与存储器255相连接，后者可用来存储数据以及指令，以便于执行这里描述的各种程序和方法。本领域技术人员应当理解，存储器255可以包括一个或多个各种类型的存储器部件，可以整体或部分地嵌入MAC处理器220中。
除了存储用于执行这里所述功能的指令和数据，存储器255还可用来存储与各队列相关联的数据(下面进一步详细描述)。存储器255可以包括UT代理队列(下面描述)。
无线LAN收发机240可以是任何类型的收发机。在一个示例性的实施例中，无线LAN收发机240是一个OFDM收发机，它可以利用MIMO或MISO接口工作。对于本领域技术人员来说，OFDM、MIMO和MISO都是公知的。2003年8月27日提交的、标题为“FREQUENCY-INDEPENDENT SPATIAL-PROCESSING FORWIDEBAND MISO AND MIMO SYSTEMS”的共同待决美国专利申请No.10/650,295中，描述了多种示例性的OFDM、MIMO和MISO收发机，这份申请已经转让给本发明的受让人。
所示的无线LAN收发机240与天线250A-N相连接。在不同的实施例中，可以支持任何数量的天线。天线250可用来在WLAN 120上进行发送和接收信号。
无线LAN收发机240可以包括与一个或多个天线250相连接的空间处理器。该空间处理器可以独立地处理各天线要发送的数据，或者，对所有天线上接收的信号进行联合处理。独立处理的例子可以基于信道估计、来自UT的反馈、信道反转(channel inversion)或本领域中公知的多种其他技术。该处理是使用多种空间处理技术中任意之一来执行的。多个这种类型的收发机可以使用波束形成、波束导引(beam steering)、特征导引(eigen-steering)或其他空间技术，来提高发向一个给定用户终端的吞吐量和来自一个给定用户终端的吞吐量。在一个其中发送OFDM符号的示例性实施例中，该空间处理器可以包括多个子空间处理器，用来处理各OFDM子信道或频段。
在一个示例性实施例中，该AP具有N个天线，而一个示例性的UT具有M个天线。因此，该AP和该UT的天线之间有MxN条路径。在本领域中，使用所述多条路径来提高吞吐量的各种空间技术都是公知的。在一种空时发射分集(STTD)系统(在这里，也被称为“分集”)中，传输数据进行格式化和编码，然后，作为单个数据流通过所有天线发送出去。使用M个发射天线和N个接收天线，可以形成MIN(M，N)个独立信道。空间复用利用这些独立路径，并且可以在这些独立路径上发送不同的数据，从而提高传输速率。
用于学习和适应AP和UT之间的信道特性的各种技术是公知的。可以从每个发射天线发送独特的导频信号。在各接收天线处接收和测量这些导频信号。然后，可以将信道状态返回给发射设备，以便用于传输。尽管信道转换可能计算强度很大，但它是允许预先处理和传送的技术。可以执行特征分解，并且可以采用查找表来确定速率。另一种避免信道分解的技术是，使用导频信号的特征导向来简化空间处理。用于简化接收机上的处理的预失真技术也是公知的。
因此，根据当前的信道状况，对于到系统内各个用户终端的传输，可以提供不同的数据速率。具体而言，AP和每个UT之间的具体链路比多播链路或广播链路具有更高性能，下面详细描述其示例。基于AP和各UT之间的物理链路使用哪种空间处理，无线LAN收发机240可以确定可支持的速率。该信息可以通过连接280反馈回去，以用于MAC处理，下面将进一步对此进行详细说明。
天线的数量可以根据UT的数据需求进行部署。例如，由于其较高的带宽要求，高清晰度视频显示器可以包括，例如，四个天线；而PDA可以具有两个天线。一个示例性的接入点可以具有四个天线。
可以通过与图2所示的接入点104相似的方式，部署用户终端106。不是让流260连接到LAN收发机(尽管UT可以包括这样的收发机，是有线的或无线的)，流260通常是从与之相连接的设备或UT上工作的一个或多个应用或处理接收的，或传递到与之相连接的设备或UT上工作的一个或多个应用或处理。与AP 104或UT 106相连接的高层可以是任何类型。这里描述的层仅仅是说明性的。协议栈
图3示出了一个示例性的子网协议栈300。子网协议栈300可以用作很高比特速率无线LAN物理层和其他网络的网络层或MAC层之间的接口，诸如以太网MAC层或TCP/IP网络层。可以使用协议栈300的各种特征来充分利用很高性能无线LAN物理层。可以设计该示例性协议栈来提供各种好处，例如包括：(a)最小化由协议消耗的吞吐量开销；(b)最大化将子网数据单元打包成物理层帧的效率；(c)对于延迟敏感的传输机制如TCP，使延时对端到端往返行程延迟的影响最小化；(d)提供子网数据单元的非常可靠的有序传送；(e)为已有的各网络层和应用提供支持，并提供充分的灵活性来适应未来的网络和应用；(f)与已有网络技术透明地结合在一起。
协议栈300具有几个薄的子层、几种操作模式和用于支持与多个外部网络接口的机构。图3示出了适应层310、数据链路控制层320和物理层240。层管理器380与每个子层互连，为各种功能提供通信和控制，下文中将详细说明。
在图3中，示出了协议栈300的示意性配置。虚线表示上述MAC处理器220中可以采用的部件的示例性结构。包括适应层310、数据链路控制层320和层管理器380。在该配置中，上述物理层240通过连接270接收和发送MAC协议数据单元(PUD)。反馈连接280指向层管理器380，以提供下文详细描述的各种功能中使用的物理层信息。该例只是说明性的。本领域技术人员将认识到，在本发明的范围内可以采用任意数目的组件，来构成所描述的栈功能(包括其子集)的任意组合。
适应层310向较高层提供接口。例如，适应层可以与IP栈(用于IP适应)、以太网MAC(用于以太网适应)或各种其他网络层接口。从一个或多个较高层接收流260，用于MAC处理和物理层240上的传输。还经由物理层接收流260，并对其进行处理和重组，以向一个或多个较高层传送。
适应层310包括以下功能：分割和重组312、流分类314、多播映射316。流分类功能314检查从较高层(从一个或多个流260)接收的分组的头，将每个分组映射到用户终端或多播组MAC标识符(MAC ID)，并对这些分组进行分类，以用于适当的服务质量(QoS)处理。多播映射功能316确定使用多播MAC ID(称为“MAC层多播”)还是通过多个单播MAC ID(称为“适应层多播”)来传输多播用户数据，下文中详细说明其例子。分割和重组(SAR)功能312使每个较高层分组适应于合乎逻辑链路(LL)模式的协议数据单元(PDU)尺寸。对于每个MAC ID分别执行SAR功能312。流分类功能314是公共的。
数据链路控制层320包括逻辑链路(LL)层330、无线电链路控制(RLC)层340、系统配置控制层350、MUX功能360和公共MAC功能370。图3中示出了这些层中每一层的各个子块，下文中详细说明。所示的这些块只是说明性的。在各种替换实施例中可以采用这些功能以及额外功能的子集。
物理层240可以是任何类型的物理层，上文中已经详细说明了物理层的各种例子。一个示例性实施例使用MIMO OFDM物理层。下文的描述中包含该实施例的示例性参数。
层管理器(LM)380将适应层310、数据链路控制层320和物理层240进行接口，以管理QoS、接纳控制、以及物理层发射机和接收机参数的控制。注意，来自物理层的反馈280可以用于执行本文中描述的各种功能。例如，各个UT的可支持速率可以用于多播映射316或分割和重组312。
适应层
流分类(FLCL)功能314检查输入分组的分组头字段，以将它们映射到流中。在其中执行IP适应的一个示例性实施例中，以下字段可以用于流分类：(a)IP源和目的地址；(b)IP源和目的端口；(c)IP区分服务码点(DSCP)；(d)资源预留协议(RSVP)消息；以及(e)实时传输控制协议(RTCP)消息和实施传输协议(RTP)头。在其中执行以太网适应的替换实施例中，流分类可以使用802.1p和802.1q头字段。以太网适应也可以使用IP流分类，但这是层违规。本领域技术人员将认识到可以替换地采用各种其他类型的流分类。
FLCL 314确定已识别的流是否映射到已有MAC ID、逻辑链路(LL)模式和流ID(下文中详细说明)。如果输入分组映射到已有流，则FLCL将该分组转送到分割和重组(SAR)功能312，进行进一步的处理。如果需要新的MAC ID，则将请求发送到无线电链路控制(RLC)340中的联系控制功能344。
如果将一个新流识别为对应于已有MAC ID，则层管理器380中的QoS管理器功能382确定该流所需的逻辑链路模式的类型。如果要初始化一个新的LL模式，则将该请求送到与该MAC ID对应的LLC功能338中来处理模式协商。如果要在已有LL模式中建立新流，则将请求送到LLC功能338中。在2003年11月26日提交的、题为“Quality of Service Scheduler for A Wireless Network”的共有未决U.S.专利申请No.10/723,346中详细描述了用于维持QoS队列的一个实施例，该申请已转让给本发明的受让人。
在IP或以太网多播的例子中，多播映射功能316确定是否通过映射到多播MAC ID使用MAC层多播来处理分组，或是否将该分组处理为多个单播传输，本文中称之为“适应层多播”。在后一种情况下，多播映射功能316产生该分组的多个副本，每个副本对应于一个单播MAC ID并将其发送至该单播MAC ID，以及将这些分组送到分割和重组(SAR)功能312。下文中参考图15-16详细说明这个方面。
如刚刚说明的那样，流分类功能314将分组映射到MAC ID、LL模式和流ID(如果有的话)。分割和重组功能312将较高层分组(即，IP数据报或以太网帧)分割成适于通过逻辑链路模式传输的段。下文中参考图17-18详细说明这个方面的一个示例性实施例。在该例子中，每个段增加一字节的适应层头，这使得当按顺序传递这些段到接收机中的相应SAR功能时能够进行重组。然后将适应层协议数据单元(PDU)，连同分类参数MAC ID、LL模式和流ID，传递到数据链路控制层320，以便于进行处理。
数据链路控制层
图4示出了跨越各层的用户数据分组410(即，IP数据报、以太网帧、或其他分组)。在该图示中描述了各字段的示例性尺寸和类型。本领域技术人员将认识到，各种其他尺寸、类型和配置在本发明保护范围之内是可预想到的。
如图所示，在适应层310中分割数据分组410。每个适应子层PDU430携带这些段420中的一个。在该例中，将数据分组410分割成N个段420A-N。适应子层PDU 430包括净荷434，净荷434中含有相应段420。类型字段432(在该例中为一个字节)附加在适应子层PDU430上。
在逻辑链路(LL)层330中，将LL头442(该例中为4子节)附加到净荷444上，该净荷444包含适应层PDU 430。LL头442的示例性信息包括流标识符、控制信息和序号。通过头442和净荷444计算出CRC 446，附加该CRC 446以形成逻辑链路子层PDU(LLPDU)440。下文中将详细描述的逻辑链路控制(LLC)338和无线电链路控制(RLC)340以相似方式形成LLC PDU和RLC PDU。将LLPUD 440、以及LLC PDU和RLC PDU放置在队列中(即，高QoS队列362、尽力而为队列364或控制消息队列366)，以由MUX功能360服务。
MUX功能360将MUX头452附加到每个LL PDU 440上。示例性的MUX头452可以包括长度和类型(该例中头452为两个字节)。可以为每个控制PDU(即，LLC PDU和RLC PDU)形成类似的头。LL PDU 440(或LLC PDU或RLC PDU)形成净荷454。头452和净荷454形成MUX子层PDU(MPDU)450(本文中也将MUX子层PDU称为MUX PDU)。
MAC协议将共享介质上的通信资源分配在一系列MAC帧中。MAC调度器376确定在表示为MAC帧f的每个MAC帧中的一个或多个MAC ID被分配的物理层突发的尺寸，其中f表示一个特定MAC帧。注意，不是必须为每一个具有待传输数据的MAC ID在任何特定MAC帧中分配空间。在本发明的保护范围内可以采用任何接入控制和调度方案。当为一个MAC ID作出分配时，该MAC ID的相应MUX功能360将形成MAC PDU 460，其包括包含在MAC帧f中的一个或多个MUX PDU 450。对应于一个或多个已分配MAC ID的一个或多个MUX PDU 460将包含在一个MAC帧中(即，下文中参考图5详细说明的MAC帧500)。
在一个示例性实施例中，一个方面允许发送部分MPDU 450，从而在MAC PDU 460中实现高效率的打包。下文中详细说明这个方面。在该例中，MUX功能360保存上一次传输留下的所有部分MPDU 450的未传输字节的计数，如部分MPDU 464所示。这些字节464将在当前帧中的任何新PDU 466(即，LL PDU或控制PDU)之前传输。头462(在该例中为两个字节)包括MUX指针，其指向当前帧中待传输的第一个新MPDU(该例中为MPDU 466A)的起始位置。头462还可以包括MAC地址。
MAC PDU 460包括MUX指针462、起始位置处的可能的部分MUX PDU 464(上一次分配留下的)、其后的零个或多个完全MUXPDU 466A-N、以及可能的部分MUX PDU 468(来自当前分配)、或其他填充符，来填充物理层突发的已分配部分。在分配给该MAC ID的物理层突发中携带MAC PDU 460。
公共MAC、MAC帧和传输信道
图5中示出了一个示例性MAC帧500。公共MAC功能370管理MAC帧500在以下各传输信道段中的分配：广播、控制、前向和反向业务(也分别称为下行链路阶段和上行链路阶段)、以及随机接入。MAC组帧功能372可以使用下文中进一步说明的各种组成部分形成帧。下文中描述传输信道的示例性功能、编码和持续时间。
在一个示例性实施例中，MAC帧在2ms时间间隔内是时分双工(TDD)的。将MAC帧500分为按图中次序出现的五个传输信道段510-550。在替换实施例中，可以采用其他次序和不同的帧尺寸。MAC帧500上的各分配段的持续时间可以量化为某一小的公共时间间隔。在一个示例性实施例中，将MAC帧上的各分配段的持续时间量化为800ns的倍数(这也是下文中详细说明的短或长OFDM符号的循环前缀的持续时间)。一个短OFDM符号为4.0μs或5×800ns。
该示例性MAC在一个MAC帧中提供五个传输信道：(a)广播信道(BCH)510，其承载广播控制信道(BCCH)；(b)控制信道(CCH)520，其在前向链路上承载帧控制信道(FCCH)和随机接入反馈信道(RFCH)；(c)业务信道(TCH)，其承载用户数据和控制信息，并被再分为(i)前向链路上的前向业务信道(F-TCH)530和(ii)反向链路上的反向业务信道(R-TCH)540；以及(d)随机接入信道(RCH)550，其承载接入请求信道(ARCH)(用于UT接入请求)。还在段510中发送导频信标。
帧500的下行链路阶段包括段510-530。上行链路阶段包括段540-550。段560指示下一MAC帧的开始。
广播信道(BCH)
由AP发送广播信道(BCH)和信标510。BCH 510的第一部分包括公共物理层开销，如导频信号，包括定时和频率获取导频。在一个示例性实施例中，信标包括由UT用于频率和定时获取的2个短OFDM符号以及之后的由UT用于估计信道的公共MIMO导频的8个短OFDM符号。
BCH 510的第二部分是数据部分。BCH数据部分定义关于传输信道段CCH 520、F-TCH 530、R-TCH 540和RCH 550在MAC帧中的分配，并且还定义关于子信道的CCH的合成。在该例中，BCH 510定义无线LAN 120的覆盖范围，所以用可得到的最强壮的数据传输模式来发送它。整个BCH的长度是固定的。在一个示例性实施例中，BCH定义MIMO-WLAN的覆盖范围，并且使用1/4速率编码的二进制相移键控(BPSK)以空时发送分集(STTD)模式发送该BCH。在该例中，BCH的长度固定为10个短OFDM符号。
控制信道(CCH)
由AP发送的控制信道(CCH)520定义MAC帧的剩余部分的合成。公共MAC 370的控制信道功能374生成CCH。下文中详细说明CCH的示例性实施例。在多个子信道中使用高强壮性的传输模式来传输CCH 520，每个子信道具有不同的数据速率。第一子信道是最强壮的，并预期可以由所有UT对其解码。在一个示例性实施例中，将1/4速率编码的BPSK用于第一CCH子信道。还可以得到强壮性减小(效率增大)的若干其他子信道。在一个示例性实施例中，使用多至三个附加子信道。每个UT试图按顺序解码所有子信道，直到解码失败。每个帧中的CCH传输信道段具有可变长度，该长度取决于每个子信道中的CCH消息的数目。在CCH的最强壮(第一)子信道上传送对反向链路随机接入突发的确认。
CCH包含物理层突发在前向和反向链路上的分配信息。通常，物理层突发分配信息包括：(a)MAC ID；(b)一个值，表示该帧内分配段的开始时间(在F-TCH或R-TCH中)；(c)分配段的长度；(d)专用物理层开销的长度；(e)传输模式；(f)用于物理层突发的编码和调制方案。MAC ID识别用于单播传输的单个UT或用于多播传输的UT集合。在一个示例性实施例中，还指派唯一的广播MAC ID，用于向所有UT进行传输。在一个示例性实施例中，物理层开销包括专用MIMO导频，其由0、4或8个短OFDM符号组成。在该例中，传输模式是STTD或空间复用。
CCH上的其它示例性类型的指派信息包括：用于传输来自UT的专用导频的反向链路的指派信息，或用于传输来自UT的缓冲区或链路状态信息的反向链路的指派信息。CCH还可以定义帧中被剩下不用的部分。UT可以使用帧中这些不用的部分来进行噪声基底(或干扰)估计，以及测量相邻系统信标。下文中详细说明控制信道的一个示例性实施例。
随机接入信道(RCH)
随机接入信道(RCH)550是反向链路信道，UT可以在该信道上发送随机接入突发。为BCH中的每个帧指定RCH的可变长度。在一个示例性实施例中，使用主特征模式(principal eigenmode)和1/4速率编码的BPSK来发送随机接入突发。
在该示例性实施例中定义了两种类型的随机接入突发。UT将长突发用于初始接入，此时AP必须使用滑动相关器检测该接入突发的开始位置。一旦UT在AP中完成注册，就在链路的这两端之间完成定时调节过程。定时调节之后，该UT可以在RCH上发送它的与时隙定时同步的随机接入突发。然后，可以将短突发用于随机接入。在一个示例性实施例中，一个长突发是4个短OFDM符号，一个短突发是2个OFDM符号。
前向业务信道(F-TCH)
前向业务信道(F-TCH)530包括从AP 104发送的一个或多个物理层突发。每个突发对应于CCH指派信息中所指示的一个特定MACID。每个突发包括专用物理层开销，如导频信号(如果有的话)和根据CCH指派信息中所指示的传输模式以及编码和调制方案传输的MAC PDU。F-TCH具有可变长度。在一个示例性实施例中，专用物理层开销可以包括专用MIMO导频。
在一个示例性实施例中，在STTD模式中有一个等价空间分集信道，其效率可以在每个短OFDM符号12比特(48个音调上的1/2速率编码的BPSK)与每个长OFDM符号1344比特(192个音调上的7/8速率编码的256QAM)之间变化。这转化为峰值物理层数据速率范围内的因子33(或该例中为3-99Mbps)。
在该例中，可以使用多至四个并行空间信道的空间复用模式。每个空间信道使用适当的编码和调制方案，其效率在每个短OFDM符号12比特和每个长OFDM符号1344比特之间。这样，空间复用模式中的峰值物理层数据速率范围在3到395Mbps之间。由于空间处理约束，不是所有的并行空间信道都能够以最高效率运行，所以，对峰值物理层数据速率的更实际限制可以是240Mbps，在该例中为最低和最高速率之间的因子80。
反向业务信道(R-TCH)
反向业务信道(R-TCH)540包括来自一个或多个UT 106的物理层突发传输。每个突发由CCH指派信息中所指示的一个特定UT发送。每个突发可以包括专用导频前导码(如果有的话)和根据CCH指派信息中所指示的传输模式以及编码和调制方案传输的MACPDU。R-TCH具有可变长度。在一个示例性实施例中，如同F-TCH上的情况，数据速率的范围在STTD模式下是3-98Mbps，在空间复用模式下是3-395Mbps，其中240Mbps可能是一个更实际的限制。
在一个示例性实施例中，F-TCH 530、R-TCH 540或两者，可以使用空间复用或码分多址技术来实现与不同UT关联的MAC PDU的同时传输。在MAC PDU头中可以包括一个字段，该字段含有与该MAC PDU关联的MAC ID(即，上行链路上的发送者或下行链路上的预期接收者)。这可以用于解决任何当使用空间复用或CDMA时会出现的寻址模糊。在替换实施例中，当复用严格基于时分技术时，MAC PDU头中不需要MAC ID，这是因为寻址信息包含在CCH消息中，该CCH信息将MAC帧中的给定时隙分配给特定MAC ID。可以采用空间复用、码分复用、时分复用和本领域公知的任何其他技术的任何组合都。
在初始注册期间，为每个活动UT指派一个MAC ID。由RLC 340的联系控制(AC)功能344处理该MAC ID指派。为前向链路上的广播传输指派一个唯一的MAC ID。该广播传输是前向传输信道(F-TCH)的一部分，并且通过使用该唯一的广播MAC ID，使用控制信道(CCH)指派该广播传输。在该例中，使用广播MAC ID分配，每16帧广播一次系统识别信息。该广播MAC ID也可以用于用户数据广播。
在前向链路上可以分配一个或多个MAC ID的集合用于多播传输。多播传输是F-TCH的一部分，并通过使用指派给一个特定多播组的一个具体多播MAC ID在该CCH上指派该多播传输。由RLC 340的联系控制(AC)功能344处理对一组UT的多播MAC ID指派。
现在返回到图3中所示的公共MAC 370的描述。AP处的随机接入控制功能378处理对于来自UT的接入突发的确认。连同该确认，AP必须立即作出R-TCH上的分配，以获得来自UT的缓冲状态信息。将该请求送到调度器376。
在UT处，随机接入管理器基于其MUX队列中的数据和其已有的分配，确定何时发送接入突发。当UT由于已有的LL连接而具有周期性分配时，可以使用该已有的R-TCH分配来提供该缓冲状态信息。
基于自UT接收的缓冲和链路状态消息中含有的信息，AP处的相应MUX功能360更新UT代理。该UT代理保存UT处的MUX功能缓冲器的状态，其被调度器376用来作出R-TCH分配。该UT代理还保存AP可以在F-TCH上向UT传输的最大速率。
AP处的公共MAC功能370使调度器376对UT之间的分配进行仲裁，同时高效率地使用每个MAC帧。为了限制开销，不是在每一帧中可以为所有的活动UT都分配物理层突发。
调度器376可以使用以下信息在每个MAC帧中作出分配：
1、对每个MAC ID的标称分配。在任何帧中，可能只能为活动UT的子集指派标称分配。例如，可以仅仅每两帧或每四帧等为一些UT提供标称分配。由层管理器380中的接纳控制功能384确定该标称分配。在一个示例性实施例中，按照多个OFDM符号作出标称分配。
2、对专用物理层开销如导频信号的分配。RLC 340中的无线电资源控制(RRC)342确定专用物理层开销的需要长度和周期性。在一个示例性实施例中，物理层开销包括专用MIMO导频。
3、传输模式和速率。其由用于R-TCH的RRC 342确定，并被提供给调度器376。对于F-TCH，从来自UT的链路和缓冲状态消息中获得该信息，并将其保存在UT代理中。
4、每个MAC ID的数据积压量(backlog)。调度器376可从前向链路的每个MAC ID的MUX功能360中以及从反向链路的UT代理中得到该信息。
另外，调度器分配RCH的持续时间，并确定CCH的持续时间。(基于到UT的信道质量)使用四种编码方案中的一种发送CCH上的每个指派。这样，CCH的持续时间是指派数目和用于发送每个指派的编码方案的函数。
基于由调度器确定的分配，AP处的MAC实体为每个指派形成参数，来构造BCH和CCH。BCH就传输信道段CCH、F-TCH、R-TCH和RCH定义MAC帧的分配，还就各子信道(或子段)定义CCH的合成，如上参考图5所述。下文中详细说明一个示例性CCH。
在一个示例性实施例中，在多至四个子信道(或子段)中的一个中传输CCH上的每个指派，每个子信道(基于到UT的信道质量)使用不同的编码和调制方案。使用最强壮的编码方案(第一子信道或子段)传输多播和广播指派。UT处的MAC实体读CCH，来确定针它在该帧的前向和反向链路上的分配。
在发射机处，MAC功能通过在F-TCH(AP处)或R-TCH(UT处)上分配的物理层突发向一个特定MAC ID发送与这个MAC ID关联的MAC PDU。在接收机处，MAC功能基于CCH指派，提取与一个MAC ID对应的MAC PDU，并将其传递到对应于这个MAC ID的MUX功能。
MUX
下文中参考图19-23详细说明MUX功能360。在接收机处，MUX功能从由连续的MAC PDU组成的字节流中提取PDU，并将这些PDU路由到其所属于的LL、LLC或RLC实体中。该路由基于MUX PDU头中包含的类型(逻辑信道)字段。
无线电链路控制(RLC)
在系统初始化期间，将包括系统识别控制功能346的广播无线电链路控制(RLC)340功能初始化。当UT使用来自接入池(access pool)的MAC ID初始接入系统时，RLC功能指派一个新的单播MAC ID给该UT。之后，如果该UT加入到多播组中，可以为其分配额外的多播MAC ID。
当将一个新的单播MAC ID指派给一个UT时，RLC初始化以下每个功能的一个实例：联系控制(AC)344、无线电资源控制(RRC)342和逻辑链路控制(LLC)338。当指派一个新的多播MAC ID时，RLC初始化一个新的AC实例和该LL多播模式的LLC。
在该示例性实施例中，AP使用广播MAC ID，每16个MAC帧发送一次系统识别参数消息。该系统识别参数消息包含网络和AP ID以及协议修订号。另外，它还包含由UT用于初始接入系统的接入MAC ID列表。
AC功能344：(a)提供UT验证；(b)管理UT的注册(加入/退出)功能(在多播MAC ID情况下，AC功能管理加入/退出多播组)；以及(c)交换密钥，用于LL的加密。
在每个UT处初始化一个RRC实例342。在AP处为每个活动UT初始化一个RRC实例。AP和UT处的RRC功能可以共享前向和反向链路信道测量(如果需要的话)。
RRC：(a)管理AP和UT处的发送和接收链的校准(空间复用传输模式可能需要该校准)；(b)确定用于向UT传输的传输模式和速率控制，并将其提供给MAC调度器376；(c)确定专用物理层开销的周期性和长度，该开销如在R-TCH和F-TCH上的物理层突发传输所需要的专用导频；(d)管理传向和来自UT的传输的功率控制，并将其提供给PHY管理器；以及(e)确定用于来自UT的R-TCH传输的定时调节。
逻辑链路(LL)
将包括用户数据段的适应层PDU连同关联的MAC ID、LL模式和流ID(如果有的话)提供给DLC层320。LL模式功能330添加LL头和针对整个LL PDU而计算出的3字节CRC。该示例性实施例中支持几种模式。可以采用确认336和未确认334功能。也可以采用透明的广播/多播/单播功能332。下面是用于说明的四种LL模式(图23中详细说明它们在MUX PDU中的格式的细节)：
1、无连接未确认模式(模式0)。这种情况下LL头为空。这种模式可以用于适应层PDU的透明转送。LL模式0可以实现业务流警管(policing)。只有无连接未确认(透明)模式可用于广播和多播MAC ID。
2、无连接确认模式(模式1)。这个模式用于适应层PDU的确认传输，不需要与建立LL模式3连接相关的开销和延迟。LL模式1的头包含发送的LL PDU的序号或被确认的PDU的序号。由于预期物理层信道的操作具有低概率的随机LL PDU损失和低往返行程延时，所以使用简单的回退NARQ方案。
3、连接导向的未确认模式(模式2)。LL连接导向的未确认模式允许通过使用一个流ID来复用几个流。LL模式2可以对于每个流ID实现业务流警管。LL模式2的头包含流ID和12比特的序号。
4、连接导向的确认模式(模式3)。LL连接导向的确认模式允许通过使用一个流ID来复用几个流。LL模式3可以对于每个流ID实现业务流警管。LL模式3的头包含流ID，用于识别通过可靠连接传输的多个流。12比特的序号识别LL PDU，ACK字段指示被确认的最高接收序号。如对LL模式1的描述，由于预期物理层信道的操作具有低概率的随机LL PDU损失和低往返行程延时，所以使用简单的返回-N ARQ方案。但是，也可以使用选择性重复的ARQ方案。
逻辑链路控制(LLC)功能338管理逻辑链路模式控制。当要建立新的LL模式时，该LLC功能提供模式协商，包括：(a)QoS：保证速率；(b)模式建立；(c)模式取消；(e)模式重置；以及(f)在LL模式2和3中流ID的指派。由层管理器380中的QoS管理器功能382确定从端到端流到LL模式的映射。如上所述，要求初始化一个新LL模式或添加一个流到已有LL模式中的请求来自适应层310。
系统配置控制350管理TDD MAC帧的配置，包括信标和BCH的内容以及RCH的长度。
层管理器
QoS管理器382解释网络QoS协议，包括RSVP和RTCP。当QoS基于IP头的流分类时，QoS管理器确定使用哪个流分类器(即，IP源和目的地址，IP源和目的端口)来识别与不同服务相对应的流。QoS管理器通过将流映射到LL模式来辅助适应层。
接纳控制功能384接收来自LLC的请求，用于接纳具有速率要求的新流。接纳控制功能维持一个接纳标称分配的数据库以及规则和阈值的集合。基于这些阈值和规则，接纳控制确定是否可以接纳一个流，确定用于该流的标称分配(关于每m个MAC帧分配的传输时间量)，并将该信息提供到公共MAC中的调度器。
物理层管理器使用在AP和UT处收集的物理层测量来控制在物理层中的发射机和接收机参数。可以通过RRC消息获得该远程测量。
说明性过程
基于刚刚描述的层实体，可以使用几个过程来说明WLAN 120的操作。这些过程不是穷举的，只用于说明本文中描述的各种功能和组件。
图6示出了用于从AP发送前向链路消息传送的示例性方法600。在方框610中，AP处的RLC功能(联系控制、无线电资源控制或逻辑链路控制)在控制消息队列中设置一个消息(RLC PDU)。或者AP处的LL模式在高QoS或尽力而为队列中设置LL PDU。
在方框620中，调度器分配F-TCH上的资源，用于传输三个MUX队列中的PDU。在方框640中，MAC在CCH上指示所述指派。在方框650中，AP处的MAC在所分配的物理层突发中传输MAC PDU中的消息。
图7示出了用于在UT处接收前向链路消息传送的示例性方法700。在方框710中，UT监视CCH。UT识别指向该UT的一个分配的突发。在方框720中，UT取得如CCH中所识别的MAC PDU。在方框730，UT重组流分组，其包括在MAC PDU中取出的以及在MAC处理器中处理过的各段。
图8示出了用于从UT发送反向链路消息传送的示例性方法800。在方框810中，UT处的RLC功能(联系控制、无线电资源控制或逻辑链路控制)在控制消息队列中设置一个消息(RLC PDU)。或者UT处的LL模式在高QoS或尽力而为队列中设置LL PDU。在判决方框820中，如果UT具有已有的R-TCH分配，则前进到方框870。如果没有，则前进到方框830。
在方框830中，UT在RCH上发送短接入突发。在方框840中，UT在CCH上接收RCH接入突发的确认和接入准许分配。在方框850中，UT向AP发送链路和缓冲状态消息。在方框860中，UT监视CCH，以获得R-TCH准许分配。在方框870中，接收到一个分配(或在判决方框820中已经存在一个分配)。UT将MUX PDU组帧成MACPDU，并在所分配的物理层突发中发送该MAC PDU。
图9示出了用于在AP处接收反向链路消息传送的示例性方法900。在方框910中，AP接收并监视RCH。在方框920，AP识别来自UT的短接入突发。在方框930，调度器分配一个接入准许。在方框940，AP在CCH上发送确认和接入准许。在方框950，响应于该接入准许，AP接收R-TCH上的链路和缓冲状态消息。在方框960，AP利用缓冲状态更新UT代理。调度器可以取得该信息。在方框970，调度器分配R-TCH上的资源。在方框980，AP根据所作出的分配接收MAC PDU。在方框990，AP响应于一个或多个接收到的MAC PDU执行流分组的重组。
图10示出了用于在UT处执行初始接入和注册的示例性方法1000。在方框1010，UT在BCH上获取来自频率获取导频的频率和定时。在方框1020，UT从RLC广播消息接收系统识别信息。在方框1030，UT使用来自BCH的长突发确定用于(无缝)随机接入的RCH分配。在方框1040，UT从初始MAC ID集合中随机选择一个MAC ID。在方框1050，UT使用该初始MAC ID在RCH上发送一个长随机接入突发。在方框1060，UT接收确认、MAC ID指派和下一MAC帧中的定时调节。在方框1070，UT联系控制功能完成与AP联系控制功能的验证和密钥交换序列。上面参考图6-9描述的低级消息传送过程之后是前向和反向链路上的控制消息传输。
图11示出了用于在AP处执行初始接入和注册的示例性方法1100。在方框1110，AP在RCH上接收来自UT的长随机接入突发。在方框1120，AP指派一个MAC ID给该UT。由无线电链路控制功能管理MAC ID池。在方框1130，AP指派一个定时调节给UT。在方框1140，AP在CCH上发送确认、MAC ID和定时调节。在方框1150，AP联系控制功能完成与UT联系控制功能的验证和密钥交换序列。上面参考图6-9描述的低级消息传送过程之后是前向和反向链路上的控制消息传输。
图12示出了在AP处用于用户数据流的示例性方法1200。在方框1210，层管理器中的QoS管理器生成流分类功能中的流分类参数。参数和值的特定组合可以指示一个新流的到达。这些参数可以包括：IP区分服务码点(DSCP)或IP源地址或IP端口。以太网参数可以包括：802.1Q VLAN ID或802.1p优先级指示。具体IP端口值可以指示要被送到QoS管理器的控制协议消息(例如RSVP或RTCP)。
在方框1215，AP确定接纳参数。当一个分组到达AP适应层并且被流分类确定为是一个新流时，流分类与QoS管理器一起确定接纳参数，包括QoS分类(高QoS或尽力而为)、LL模式和要分配给该流的标称速率。在判决方框1220，基于接纳参数，层管理器中的接纳控制确定该流是否可以被接纳。如果不可以，则可以停止处理。否则，前进到方框1225。
在方框1225，流分类请求LLC建立一个新流。在该讨论中，考虑高QoS、LL模式3连接的情况。在方框1230中，AP处的LLC与UT处的LLC通信，以建立连接(或如果已经存在合适连接的话建立新流ID)。在这个例子中，LLC将试图建立LL模式3连接(或如果已经存在LL模式3连接的话建立新流ID)。在方框1235，将分配给该流的标称速率通信到调度器。在LL模式3的情况下，在前向和反向信道上作出标称分配。
在方框1240，流分类对该流的分组进行分类，识别MAC ID、LL模式和流ID，进行流警管，并将顺从分组(compliant packet)送到SAR功能。在方框1245，SAR分割各分组并将适应层PDU连同LL模式和流ID送到用于该MAC ID的LL功能。在方框1250，LL功能附加LL头和CRC，并将LL PDU设置在适当的队列中。在该例中，LL模式3功能附加LL头和CRC，并将LL PDU设置在MUX的高QoS队列中。
在方框1255，MUX通过附加用于识别LL模式和长度的MUX头来准备MUX PDU。MUX生成MUX指针，指示到第一个新MUXPDU的开始位置的字节数。
在方框1260，调度器确定用于该MAC ID的F-TCH(物理层突发)分配。调度器知道要使用的传输模式(从RRC)和速率(从UT代理)。注意，还可以包含反向链路分配。在方框1265，在CCH上发送该分配。
在方框1270，MAC发送MAC PDU。MAC PDU包括MUX指针、之后的开始位置处的可能的部分MUX PDU、之后的零个或多个完全MUX PDU、以及最后在物理层突发的结束位置处的可能的部分MUXPDU。
图13示出了在UT处用于用户数据流的示例性方法1300。在方框1310，UT在CCH上接收分配。在方框1320，UT按照该分配接收MAC PDU。在方框1330，UT处的MUX通过使用MUX头中的MUX指针和长度字段来提取MUX PDU，并准备LL PDU。在方框1340，基于MUX头中的类型字段，MUX将LL PDU发送到适当的LL功能，该例中为LL模式3。在方框1350，LL模式3运行ARQ接收机，并为每个LL PDU计算CRC。在方框1360，UT处的LL模式3必须将ACK/NAK发送到AP处的LL模式3ARQ。在UT MUX处将ACK/NAK设置在高QoS队列中。注意，如上所述，其他LL模式可能不包含确认。
在方框1370，AP根据该分配在R-TCH上发送ACK/NAK。注意到调度器基于用于反向链路的标称分配来分配用于该MAC ID的R-TCH资源。在来自UT的反向链路物理层突发上的MAC PDU中传输该ACK/NAK消息。在方框1380，UT可以在剩余的分配中发送任何其他排队的反向链路数据。
再次返回到图3，如上所述，在AP MAC处理器220处接收流260，各个数据和信令向下穿过适应层310、数据链路控制层320、和用于向UT传输的物理层。UT处的物理层240接收MAC PDU，相应数据和信令向上穿过UT MAC处理器220中的数据链路控制层320和适应层310，将重组后的流传递到一个或多个较高级的层(即，传递到各种处理，包括数据、语音、视频等)。对于发自UT并发送到AP的流，类似的过程反过来发生。
在AP和UT中，相应的层管理器380都可以被配置来控制如何使信息向上或向下流过各个MAC子层。概括地说，来自物理层240的反馈280的类型可以在层管理器380中用于执行各种子层功能。物理层管理器386与物理层240接口。使该反馈可用于层管理器中的任何功能；例子包括接纳控制功能384和QoS管理器382。这些功能又可以与上述任何子层功能相互作用。
可以采用本文中描述的原理，其中任何物理层规范支持多种传输格式。例如，许多物理层格式允许多个传输速率。任何给定物理链路的吞吐量可以由可用功率、信道上的干扰、可支持的调制格式等确定。示例性系统包括OFDM和CDMA系统，它们可以采用MIMO技术。在这些系统中，使用闭环技术来确定速率和格式。闭环可以采用各种消息或信号来指示信道测量、可支持的速率等等。本领域技术人员将容易地调整这些和其他系统来采用本文中描述的技术。
物理层反馈可以用在适应层310中。例如，速率信息可以用在分割和重组、流分类和多播映射中。图14示出了用于将物理层反馈合并到适应层功能中的示例性方法1400。结合接入点来描述该方法，但是可以将该方法以类似方式应用于用户终端。这个过程开始于方框1410，在方框1410接收到流分组，用于向一个或多个用户终端传输。在方框1420，响应于各个用户终端的物理层反馈，执行适应层功能。为进一步说明这个方面，下文中详细说明示例性多播映射和分割实施例。在方框1440，监视一个或多个用户终端的物理层反馈。响应于更新的物理层反馈，该过程可以返回到方框1410，为另外接收的流分组重复上述过程。
在替换实施例中，其他物理层反馈的速率信息可以用于作出接纳控制判决。例如，高QoS流不可以被接纳，除非目标MAC ID物理链路能够支持足够高效率级别的传输速率。可以基于系统的载荷来调整该级别，包括对已有流的标称分配、已注册UT的数目等。例如，具有较高质量链路的UT比与较低质量链路关联的MAC ID更有可能被分配一个高QoS流。当系统载荷轻时，阈值要求可以降低。适应层多播
图15示出了用于执行适应层多播的示例性方法1500。适应层多播是用于将物理层反馈合并到适应层功能中的方法1400的一个例子。注意到多播传输、MAC层多播中的一种方法提供了与一个用户列表对应的公共MAC ID，该公共或多播MAC ID不同于任何用户终端MAC ID。这样，当一个UT被指派给一个或多个多播组时，该UT不仅在CCH上监视对应于他自己的个别MAC ID的传输，还监视对应于该UT关联的一个或多个多播MAC ID的那些传输。这样，一个多播MAC ID可以关联于一个或多个较高层流，以实现单个流到多个用户终端的传输。
在适应层多播中，不是由多播列表中的所有用户终端执行单个传输的接收，而是可以对这些用户终端中的一个或多个进行一个或多个额外的多播数据传输。在一个实施例中，适应层多播对多播组中的每个用户终端进行单播传输。在替换实施例中，适应层多播可以使用与这些多播组中的子集关联的一个或多个MAC ID进行一个或多个MAC层多播传输。可以对不包含在子组之一中的用户终端进行单播传输。可以采用上述情况的任何组合。在方框1510，接收与一个用户终端列表对应的多播流。在一个实施例中，一个MAC ID关联于该用户终端列表。
在判决方框1520中，确定单播传输是否比到该列表中用户终端的多播传输(即，有多个用户接收单个传输)更有效率。如果是，则在方框1530，在两个或更多个信道上发送该多播流。该两个或更多个信道可以包括单播信道、其他多播信道或两者的组合。在判决方框1520，如果多播信道更有效率，那么使用多播MAC ID利用单个传输向该多播组中的成员广播多播数据。
通常，多播传输必须使用一种格式，该格式适于在该多播组的用户终端的物理链路组中的最弱物理链路上传输。在一些系统中，位置较好的用户终端可以受益于较高速率和较大吞吐量这个事实不会影响系统吞吐量，这是因为最小公分母传输必须能够到达具有最低质量物理链路的用户终端。但是在其他情况下，不一定是这样。例如，考虑在MIMO系统中使用空间处理的情况。一个多播组的成员可能分布在整个覆盖区域中，并且两个或更多个成员可能具有十分不同的信道特性。考虑包括两个用户终端的一个多播组的说明性例子。通过设计用于每个用户终端的传输格式，对于到每个用户终端的单播传输可以实现高吞吐量。但是，因为用于每个物理链路的两个信道环境十分不同，所以适于利用单个多播消息到达每个用户终端的传输格式比单播信道中的任何一个的吞吐量都低。当多播信道和单播信道的吞吐量的差别足够大时，系统通过进行多播数据的两个单独传输比通过发送可由两个用户终端接收的单个消息可以使用更少的资源。
图16示出了适于在判决方框1520中使用的示例性方法，该方框1520用于确定是否使用适应层多播或MAC层多播。在方框1610，接收多播列表中的每个用户终端的链路参数。在一个实施例中，可以使用速率参数。在方框1620，接收适于向多播列表中的用户终端传输的多播信道的链路参数。该多播信道的链路参数可以不同于多播组中的用户终端的任何和所有单独信道的链路参数。在方框1630，比较多播信道上传输所需的系统资源(即，将多播MAC ID用于单个传输)和单独的单播传输的总和所需的系统资源。可以使用最低的系统资源需求来确定更有效率的选择。
在替换实施例中，可以将方框1610修改为包含链路参数MAC层多播信道，其包括多播组用户终端的子组。可以将多播和单播的组合与完全的MAC层多播进行比较。这些和其他修改对于本领域普通技术人员来说是明显的。
物理层反馈分割
图17示出了用于响应于物理层反馈执行分割的示例性方法1700。这作为用于将物理层反馈合并到适应层功能中的方法1400的另一个例子。可以响应于由层管理器380提供的物理层反馈，在适应层310中的分割和重组功能312中执行该过程。
在方框1710，接收一个流的分组，以向对应的MAC ID传输。在方框1720，取出用于该相应MAC ID的传输速率信息。在方框1730，响应于该MAC ID速率，分割该分组。在一个示例性实施例中，该分割生成段420，其用于生成适应子层PDU 430，如上结合图4所描述的那样。
图18示出了用于说明响应于传输速率进行分割的方法的一个示例性实施例。该方法适于在刚刚描述的方框1730中使用。该过程开始于判决方框1810。如果有速率变化，则前进到判决方框1820。如果没有速率变化，则过程可以停止，并且分割尺寸可以保持不变。
在判决方框1820，如果速率变化为速率升高，那么段尺寸的增大可以带来好处。例如，如上图4所示，每个段随着其穿过协议栈接收各层的开销。减少段的数目会降低所需的开销量。另外，较高速率通常表示较高质量的信道。可以是，虽然信道可能随时间改变，甚至很强烈的改变，但是平均起来，一条信道在一定时间段保持相对恒定。速率升高和段尺寸的相应增大，可以允许在与具有较小速率的较小段大约相同的时间量中传输一个段。如果该时间量正比于信道趋于保持相对稳定的时间(即，可支持的速率还没有改变)，那么段尺寸的增大可以提高效率，而段大小的负面影响不一定增大。
关于选择段尺寸的另一考虑是当物理层速率已经出现变化时。该速率改变可能引起改变段尺寸的需要，使得具有最短延迟约束要求的服务的延迟约束或控制消息队列的延迟约束通过MUX功能中的非抢先优先级来满足，将在下文中参考图19-23详细说明。
在本发明的范围内，可以结合各种用于选择段尺寸的技术。返回到图18，在该示例性实施例中，当在判决方框1820出现速率变化时，前进到方框1830，增大适应子层PDU的尺寸。在判决方框1820，如果速率变化为速率降低，则前进到方框1840，按照刚刚讨论的任何技术减小适应子层PDU的尺寸。
图18的方法主要用于说明一种可能的分割机制，其使用物理层速率和分割尺寸之间的关系进行分割。在替换实施例中，可以生成一个分割尺寸表，其中每个分割尺寸关联于一个速率或速率范围。在又一个实施例中，可以采用一个函数，其一个操作数为速率，且该函数的输出生成分割尺寸。在本文的公开内容中，各种各样的其他可能对于本领域技术人员来说是明显的。注意，刚刚描述的分割可以与如上结合图14-16描述的多播映射技术结合，也可以与响应于物理层反馈执行的任何其他适应层功能结合。
复用
在一个示例性高性能无线LAN子网络如无线网络120中，在AP104和一个或多个UT 106之间可以发生所有通信。如上所述，这些通信实际上可以是单播或多播的。在单播通信中，将用户数据或控制数据从AP发送到单个UT，或从一个UT发送到AP。每个UT具有一个唯一的MAC ID，所以一个UT与AP之间的所有单播通信都关联于这个唯一的MAC ID。在多播通信中，将用户数据或控制数据从AP发送到多个UT。有一个MAC ID集合的池，用作多播地址。可以定义与一个接入点关联的一个或多个多播组，其中每个组被指派一个唯一的多播MAC ID。每个UT可以属于这些多播组中的一个或多个(或零个)，并将接收到与该UT所属于的每个多播组关联的传输。为了讨论复用的目的，将适应层多播考虑为单播。在该例中，UT不发送多播数据。
一个接入点从外部网络(即网络102)接收从其他设备向该接入点覆盖区域内的UT寻址的和从该接入点覆盖区域内的UT向其他设备寻址的用户数据，该其他设备可以是该覆盖区域内的UT或通过网络102连接的UT。接入点还可以通过无线链路控制(RLC)功能340、逻辑链路控制(LLC)功能330以及其他实体生成打算用于该覆盖区域中的单独或多个UT的控制数据。还可以基于QoS考虑或诸如上述信源应用的其它考虑，将寻址到单个UT的用户数据进一步分离为多个流。
如上面的详细说明，接入点最终将来自指定给单个MAC ID的所有信源的所有数据聚合到单个字节流中，然后将该字节流格式化为MAC PDU，每个MAC PDU在单个MAC帧中发送。接入点可以在单个MAC帧中发送对应于一个或多个MAC ID的MAC PDU(即，在前向链路上)。
类似地，一个UT可以发送被分离到多个流中的用户数据。UT还可以生成与RLC 340、LLC 330或其他实体关联的控制信息。UT将用户数据和控制数据聚合到单个字节流中，然后将该单个字节流格式化为MAC PDU，每个MAC PDU在单个MAC帧中被发送到AP。一个或多个UT可以在单个MAC帧中发送一个MAC PDU(即，在反向链路上)。
在AP处为每个MAC ID执行MUX功能360。为每个UT最初指派一个用于单播传输的MAC ID。如果该UT属于一个或多个多播组，则可以指派额外的MAC ID。MUX功能能够：(a)将分配给一个MAC ID的连续的物理层突发分配作为字节流对待，以及(b)在MAC处将来自一个或多个LL或RLC实体的PDU复用到该字节流中。
图19示出了用于在单个MAC帧中传输多个流和命令的示例性方法1900。该方法适于用在接入点或用户终端中。该过程开始于判决方框1910。如果接收到来自指定给一个MAC ID的一个或多个流的一个或多个分组，则前进到方框1920，准备与该MAC ID关联的对应于该相应一个或多个流的MUX PDU。在一个示例性实施例中，根据上面详细描述的MAC协议来准备该MUX PDU，但是在本发明的范围内可以采用其他的MAC协议。可以将MUX PDU设置在适当的队列中(在该示例性实施例中为高QoS或尽力而为队列)。如果在方框1910中没有接收到对应于该MAC ID的流，或在方框1920中已经准备好MUX PDU之后，前进到判决方框1930。
在判决方框1930，如果来自例如RLC 340或LL 330的一个或多个命令要被发送到与该MAC ID关联的UT中，则前进到方框1940，为每个命令PDU准备MUX PDU。如果没有命令被指定给该MACID，或在方框1940中已经准备好MUX PDU时，前进到判决方框1950。
判决方框1950说明了用于连续地监视指定给一个MAC ID的流的反复过程。替换实施例可以将该循环特征设置在整个接入点或用户终端过程的任何其他部分。在一个替换实施例中，过程1900反复重复，或包含在另一反复过程中。仅为了说明，将该过程描述为针对单个MAC ID。很清楚的是，在一个接入点中，可以同时处理多个MACID。这些和其他修改对于本领域普通技术人员来说是清楚的。
在该例中，当没有命令或流准备好处理时，该过程返回到判决方框1910，重复该循环。注意，如上所述，在用户终端中，需要向接入点作出请求，以初始化一个MAC帧分配。可以采用任何这样的技术。图19中没有包含细节。如果没有命令或流在等待传输，则不需要作出请求，从而将不会发生MAC帧分配。当一个命令或流在等待传输时，调度器可以在任何时间作出一个MAC帧分配，如上所述。在该示例性实施例中，接入点调度器376响应于UT指定的MUX功能360中的MAC ID队列做出前向链路MAC帧分配，并响应于RCH或UT代理队列上的请求作出反向链路MAC帧分配，如上所述。在任何情况下，通信设备运行方法1900，在判决方框1950中等候一个MAC帧分配。
当在判决方框1950中作出一个MAC帧分配时，在方框1960中将一个或多个MUX PDU设置在单个MAC PDU中。该MAC PDU可以包含从前一MAC帧剩余的部分MUX PDU、来自一个或多个流的MUX PDU、一个或多个命令MUX PDU、或它们的任意组合。如果任何分配的空间留下未用，可以将部分MUX PDU插入在该MAC帧中(或可以插入任何类型的填充符来填满所分配的MAC帧)。
在方框1970中，在物理链路上由该分配指示的位置处传输该MAC PDU。注意，该MAC PDU可以包括来自一个或多个流或命令PDU的任何组合的MUX PDU。
如上详细说明的那样，在该示例性实施例中，该MAC PDU是在F-TCH或R-TCH上分配给一个MAC ID的物理层突发中适配的传输单元。图20示出了一个示例性方案。MAC PDU 460包括MAC头462、之后的开始处的可能的部分MUX PDU 464、之后的零个或多个完全MUX PDU 466、以及最后的在物理层突发结束处的可能的部分MUX PDU 468。注意，说明了两个连续的MAC帧460A和460B的各个部分。在帧f期间发送的MAC帧460A的子部分由符号“A”识别。在帧f+1期间发送的MAC帧460B的子部分由符号“B”识别。当将多个MUX PDU连结在一个MAC PDU中时，为了充分使用该分配，可以在该MAC PDU的结束处发送一个部分MUX PDU，这种情况下，在下一MAC帧中发送的MAC PDU的开始处发送该MUX PDU的剩余部分。在图20中，由在MAC帧460A中发送的部分MUX PDU468A说明这种情况。在下一MAC帧460B期间发送该MUX PDU的剩余部分464B。
MAC头包括MUX指针2020、和与该MAC PDU关联的可能的MAC ID 2010。当使用空间复用时可能需要该MAC ID，并且可能同时发送多于一个MAC PDU。本领域技术人员将认识到应该什么时候采用MAC ID 2010，其以阴影示出，表示其为可选的。
在该示例性实施例中，每个MAC PDU采用一个2字节的MUX指针2020，来识别在该MAC帧中发送的任何MUX PDU的位置(如图20中从MUX指针2020到MUX PDU 466A的箭头所示)。该MUX指针2020用在每个MAC PDU中。该MUX指针指向该MAC PDU中的第一个MUX PDU的起始处。该MUX指针连同包含在每个MUXPDU头中的长度字段，使得进行接收的MUX层能够从包括分配给该MAC ID的连续物理层突发的字节流中提取出LL和RLC PDU。本领域技术人员将认识到用于配置指针的各种其他手段在本发明的范围内。例如，可以按照与上述例子不同的次序打包该MAC帧。可以将剩余的部分MUX PDU设置在MAC帧分配的末端，并且指针指向该剩余部分的开始处，而不是指向新的MUX PDU。因此如果有新PDU的话，将其设置在开始处。可以采用任意数目的指针技术(即，用于识别一个字节的索引值、时间值、基值加偏移量、或对本领域技术人员来说很明显的多种变形中的任意一种)。
在该示例性实施例中，MUX指针2020包括单个16比特字段，其值为以字节计算的从该MUX指针的结束位置、到在该帧中开始的第一个MUX PDU的开始位置的偏移量加一。如果该值为零，则在该帧中没有MUX PDU开始。如果该值为一，则MUX PDU在该MUX指针之后立即开始。如果该值为n＞1，则该MAC PDU中的前n-1个字节为在前一帧中开始的MUX PDU的剩余部分。这个信息帮助该接收机MUX(即，MUX功能360)从导致与MUX PDU边界的同步失败的先前帧错误中恢复，下文中描述这种情况的一个例子。本领域技术人员将认识到可以采用任何数目的其他索引技术。
将包括类型(逻辑信道)字段和长度字段的MUX头附加到提供给该MUX的每个LL或RLC PDU上。该类型(逻辑信道)字段识别该PDU所属于的LL或RLC实体。长度字段连同刚刚描述的MUX指针用于允许进行接收的MUX层从包括分配给该MAC ID的连续物理层突发的字节流中提取LL和RLC PDU。
如上面详细描述的那样，MUX功能360维持用于待发送数据的三个队列。高QoS队列362可以包含与一种协商服务关联的LL PDU，其中接纳控制384已经分配给该协商服务一个保证速率。尽力而为队列364可以包含不与速率保证相关联的LLC PDU。控制消息队列366可以包含RLC和LLC PDU。
其他实施例可以包含多于一个QoS队列。然而，本文中详细说明的该高速率WLAN的高效率使用允许单个QoS队列获得很好的QoS性能。在很多情况下，根据MAC协议的可用信道带宽的高效率使用提供了额外的队列，以及与之俱来的没必要的复杂度。
在AP处，公共MAC功能370中的调度器376可以得到这些队列的每一个中的积压量。UT处的这些队列的积压量在AP处被保存在公共MAC功能360中的UT代理中。注意，为了清楚起见，在图3中没有单独示出UT代理队列。可以认为队列362、364、366包括对应于每个MAC ID的前向链路队列和反向链路队列(即，UT代理队列)，无论这些队列设置在共享硬件还是分立组件中。还注意到该前向链路和反向链路支持的队列的数目和类型不需要相同。UT代列队列也不需要完全相同地与UT队列匹配。例如，一个UT可以维持一个命令队列，以使某些时间敏感的命令优先于其它高QoS PDU。在AP处，可以使用单个高QoS来指示用于两种UT业务类型的命令。这样，可以利用在该UT处确定的优先级来填充为该UT做出的分配。作为另一个例子，可以分别在UT或AP维持没有在相应的AP或UT维持的可变QoS队列。
调度器376在来自所有MAC ID的竞争需求之间作出仲裁，并为一个或多个选定的MAC ID在F-TCH或R-TCH上分配物理层突发。响应于该分配，对应的MUX功能360将LL和RLC PDU打包在MACPDU净荷中，如上所述。在该示例性实施例中，每个MUX功能360以下面的非抢先优先级次序(无遗漏地)服务于来自下面队列的PDU：控制消息队列366、高QoS队列362和尽力而为队列364。在服务于来自较高优先级队列的新PDU之前，首先完成任何来自前一MACPDU的部分PDU(即使其来自较低优先级队列)。在替换实施例中，可以配置在一个或多个等级上的抢先，这对于本领域技术人员来说是明显的。
在接收机处，MUX功能从包括连续MAC PDU的字节流中提取PDU，并将它们路由到其所属于的LL或RLC实体中。该路由基于包含在MUX PDU头中的类型(逻辑信道)字段。
在该示例性实施例中，根据MUX功能的设计，一旦开始MUXPDU的传输，该传输将在另一MUX PDU开始之前完成。这样，如果在一个MAC帧中开始来自尽力而为队列的MUX PDU的传输，则在来自控制消息队列或高QoS队列的另一MUX PDU传输之前，该传输将在之后的一个MAC帧(或多个帧)中完成。换言之，在正常操作下，较高级的队列具有非抢先式的优先级。
在替换实施例中，或在该示例性实施例的某些情况下，可能需要具有抢先。例如，如果物理层数据速率已经改变，则可能必须发送一个紧急的控制消息，需要相对于传输中的尽力而为或高QoS MUXPDU的抢先式优先级。这是允许的。接收MUX将会检测出并丢弃未完全发送的MUX PDU，下文中将详细说明。
抢先事件(即，物理层速率改变)还可以引起需要改变那个UT使用的段尺寸。可以选择该UT的段尺寸，使得具有最短延迟约束的服务的延迟约束或控制消息队列的延迟约束通过MUX功能中的非抢先式优先级来满足。这些技术可以与上文中参考图17-18描述的用于分割的技术相结合。
图21示出了使用MUX指针准备MAC帧的示例性方法2100。这个方法可以采用在AP或UT中。根据本文中的公开内容，本领域技术人员可以容易地将该说明性例子修改为各种各样的实施例、AP或UT。该过程开始于方框2110，在方框2110接收用于MAC PDU的分配。
在判决方框2120，如果剩余有来自前一MAC帧传输的一个部分MUX PDU，则前进到判决方框2130。如果没有部分MUX PDU留下，则前进到方框2150。
在方框2130，如果希望抢先，则不发送该部分MUX PDU。前进到方框2150。在该示例性实施例中，在某些情况下使用抢先来传送时间敏感命令MUX PDU。上面详细说明了抢先的其他例子。如果希望抢在发送该剩余的MUX PDU之前，可以使用任何抢先条件。该MAC帧的接收机可以简单地丢弃该MUX PDU的先前部分。下文中详细说明一个示例性接收机功能。在一个替换实施例中，可以将抢先定义为允许在稍后时间发送被抢先的部分MUX PDU。替换实施例可以配置用在判决方框2130中的任意数目个抢先规则。如果不希望抢先，则前进到方框2140。
在方框2140，首先将部分MUX PDU设置在MAC PDU中。如果该分配小于该部分MUX PDU，则用该MUX PDU尽可能多地填充该分配，并保存剩余部分，在下一MAC帧分配中传输。
在方框2150，可以将任何新的MUX PDU设置在该MAC PDU中。MUX功能可以确定用于设置来自任何可用队列的MUX PDU的优先级。上文中已经说明了示例性优先级方案，但是可以采用任何优先级方案。
在方框2160，将MUX指针设定为第一个新MUX PDU的位置。在该示例性实施例中，MUX指针值为零表示在该分配中不包含MUXPDU。MUX指针值为一表示该MAC头之后的第一个字节为下一新MUX PDU的开始位置(即，在该MAC PDU的开始处没有部分MUXPDU)。其他的MUX指针值表示该剩余的部分MUX PDU与任何新MUX PDU的开始点之间的适当界限。在替换实施例中，可以定义其他特殊的MUX指针值，或可以采用其他指针方案。
在方框2170，如果在所分配的MAC PDU中剩有空间，则可以在该剩余部分中设置一个部分MUXPDU。或者，可以在该剩余空间中插入任何类型的填充符。可以保存该部分设置的MUX PDU的剩余部分，在下一帧分配中传输。
图22示出了用于接收包括MUX指针的MAC帧的示例性方法2200。该方法可以使用在AP或UT中。根据本文中的公开内容，本领域技术人员将容易地将该说明性例子修改为适用于各种各样的实施例、AP或UT。
该过程开始于方框2210，在方框2210中接收MAC PDU。在方框2215，从该MAC PDU提取MUX指针。在判决方框2220，如果MUX指针大于1，则前进到方框2225。在该示例性实施例中，如果MUX指针等于0或1，则在该MAC帧的开始处没有部分MUX PDU。MUX指针为0表示根本没有MUX PDU。在任何一种情况下，前进到判决方框2230。
在判决方框2230，如果存储有来自前一MAC帧的部分MUXPDU，则前进到方框2235，并丢弃所存储的前一帧。在该例中，该存储帧的剩余部分被抢先。替换实施例可以允许随后传输该存储帧的剩余部分，这种情况下可以保存该先前的部分MUX PDU(在该说明性示例方法2200中没有示出细节)。如果在判决方框2230中没有存储部分MUX PDU，或者随后处理该存储的先前部分MUX PDU，则前进到方框2240。
在方框2240，如果有任何新MUX PDU的话，取出在由MUX指针指示的位置处开始的新MUX PDU。注意，在该示例性实施例中，MUX指针值为零表示在该MAC PDU中没有新MUX PDU。可以取出任何新MUX PDU，包括新的部分MUX PDU。如上所述，MUX PDU头中的长度字段可以用于定义该MUX PDU的界限。
在判决方框2245中，如果在该MAC PDU中包含部分MUX PDU，则前进到方框2250，存储该部分MUX PDU。该存储的部分MUX PDU可以与以后的MAC PDU的剩余部分结合(除非稍后确定应该丢弃该部分MUX PDU，如上所述)。在判决方框2245中，如果没有新的部分MUX PDU包含在该MAC PDU中，或如果在方框2250中已经存储了该部分MUX PDU，则前进到方框2255。
在方框2255，可以传递任何完全MUX PDU，以进行之后的适当处理，包括如上详细说明的协议栈中的重组。
如上所述，MUX功能能够在该MAC帧上定义的业务信道段(F-TCH和R-TCH)内实现逻辑信道的复用。在该示例性实施例中，用MUX头中的4比特消息类型字段识别由MUX功能复用的逻辑信道，该类型字段的例子如表1所示。
表1：逻辑信道类型字段
  逻辑信道   MUX类型字段(十六进制)
  UDCH0   0X0
  UDCH1   0X1
  UDCH2   0X2
  UDCH3   0X3
  RBCH   0X4
  DCCH   0X5
  LCCH   0X6
  UBCH   0X7
  UMCH   0X8
图23示出了表1中说明的几种MUX类型的示例性MUX PDU。用户数据信道PDU UDCH0 2310、UDCH1 2320、UDCH2 2330、UDCH3 2340可以用于发送和接收用户数据。可以如上面结合图4的详细说明来形成这些PDU。每个PDU包括具有类型和长度字段的MUX头。该MUX头之后是LL头、1字节的AL头、总共4087字节的数据和3字节的CRC。对于UDCH0 2310，LL头为1字节。对于UDCH1 2320，LL头为2字节。对于UDCH2 2330，LL头为3字节。对于UDCH3 2340，LL头为4字节。上文中详细说明了用于处理这些LL PDU类型的逻辑层功能。
图23中还示出了各种控制消息PUD 2350-2370。每个PDU包括MUX头，MUX头包含类型字段、保留字段和长度字段。MUX头之后是可变长度的数据字段，该数据字段可以在4到255字节之间，含有RLC消息净荷。图23中示出了无线电链路广播信道(RBCH)PDU2350、专用控制信道(DCCH)PDU 2360和逻辑链路控制信道(LLCH)PDU 2370。用户广播信道(UBCH)PDU和用户多播信道(UMCH)PDU的格式与UDCH0 PDU 2310相同。将UBCH的类型字段设定为0111。将UMCH的类型字段设定为1000。
本领域技术人员将认识到这些PDU只是用于说明。还可以支持各种另外的PDU，以及所示的这些PDU的子集。在替换实施例中，所示的每个字段可以具有其他宽度。其他PDU也可以包括另外的字段。
示例性无线电链路控制(RLC)
上文已经描述了无线电链路控制340，在这个部分中进一步详细说明一个示例性实施例。在表2中列出了一个示例性RLC消息集合。所描述的示例性消息只是用于举例，在替换实施例中可以采用这些消息的子集以及额外的消息。每个消息中的字段和字段尺寸也是示例性的。根据本文中的启示，本领域技术人员将容易地变形得到各种各样的替换消息格式。
                       表2：RLC消息类型
  消息类型   消息
  -----   RLC系统配置参数(RLCSystemConfigurationParameters)
  0X00   RLC注册询问确认(RLCRegChallengeACK)
  0X01   RLC硬件ID请求(RLCHdwrIDReq)
  0X02   RLC系统能力(RLCSystemCapabilities)
  0X04   RLC校准请求确认(RLCCalibrationReqACK)
  0X05   RLC RL校准测量结果(RLCCalibrationMeasurementResult)
  0X40   RLC注册询问拒绝(RLCRegChallengeRej)
  0X44   RLC校准请求拒绝(RLCCalibrationReqRej)
  0X80   RLC注册询问(RLCRegChallenge)
  0X81   RLC硬件ID请求确认(RLCHdwrIDReqACK)
 0X82   RLC系统能力确认(RLCSystemCapabilitiesACK)
 0X84   RLC校准请求(RLCCalibrationReq)
 0X85   RLC校准测量请求(RLCCalibrationMeasurementReq)
 0X87   RLC UT链路状态(RLCLinkStatus)
 0XC5   RLC RL校准测量结果未确认(RLCCalibrationMeasurementResultNACK)
在该例中，所有RLC消息具有一个公共结构，但是可以在几个传输信道中的一个上承载这些RLC消息。该RLC PDU结构包括用于识别该具体RLC消息的八比特类型字段、0到251字节的净荷以及3字节的CRC字段。表3示出了使用类型字段中的比特位置来指示某些类RLC消息。最高有效位(MSB)的0或1分别表示前向或反向链路消息。当第二MSB置位时，该消息为未确认(NACK)或拒绝消息。
表3：RLC消息类型字段比特位置意义
  比特位置   意义
  0xxxxxxx   前向链路消息
  1xxxxxxx   反向链路消息
  x1xxxxxx   未确认/拒绝消息
系统初始化期间，可以初始化包括系统识别控制346功能的广播RLC功能。当UT使用一个来自接入池的MAC-ID最初接入该系统时，该RLC功能指派一个新的单播MAC-ID给该UT。之后，如果该UT加入一个多播组，可以为他分配额外的多播MAC-ID。当给UT分配一个新的单播MAC-ID时，该RLC初始化如上所述的功能AC 344、RRC 342和LLC 338中每一个的一个实例。当指派一个新的多播MAC-ID时，该RLC初始化一个新的AC实例和用于LL多播模式的LLC。
AP使用广播MAC-ID，每16个MAC帧发送一次表4中所示的系统识别参数消息。该系统识别参数消息包含网络和AP ID以及协议修订号。另外，它包含UT用于初始接入系统的接入MAC-ID的列表。表4中示出了其他的示例性参数。
         表4：RBCH上的系统识别参数消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x3F
 网络ID   10   网络ID
 AP ID   6   接入点ID
 导频覆盖码   4   沃尔什导频覆盖码索引
 补偿级别   4   采用的功率补偿方案(16种可能之一)
 AP修订级别   4   AP软件修订级别和系统能力
 RCH补偿   4   RCH随机补偿因子
 邻居列表   120   相邻接入点ID和频率分配
 接入ID池   4   接入ID池
 消息长度   164
联系控制(AC)功能提供了UT验证。该AC功能管理UT的注册(即，加入/退出)功能。在多播MAC-ID的情况下，AC功能管理一个UT加入/退出多播组。该AC功能还管理用于LL控制的加密的密钥交换。
在反向链路上从UT发送表5中所示的注册询问消息。该UT包括24比特的随机数，以使AP在可能同时接入的选择了相同MAC-ID的多个UT之间进行区分。
        表5：注册询问消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x80
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
  随机ID   24   随机询问以区分接入冲突
  保留   6   将来使用
  CRC   24   循环冗余检验
  消息长度   72   9字节
AP响应于注册询问消息发送表6中所示的注册询问确认消息。AP包含由UT发送的随机ID。这样，就可以解决选择了同一MAC-ID和接入时隙的UT之间的冲突。
          表6：注册询问确认消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x00
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 随机ID   24   随机询问以区分接入冲突
 保留   6   保留用于将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   72   9字节
例如，当两个或多个UT随机选择了同一临时MAC ID时，AP向一个UT发送表7中所示的注册询问拒绝消息，以拒绝一个临时的MAC ID指派。
         表7：注册询问拒绝消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x40
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 保留   6   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   48   6字节
AP发送表8中所示的硬件ID请求消息，以获得来自UT的硬件ID。
       表8：硬件ID请求消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x01
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 保留   6   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   48   6字节
UT响应于硬件ID请求消息发送表9中所示的硬件ID请求确认消息，该硬件ID请求确认消息包含该UT的48比特硬件ID(具体地，可以使用该UT的48比特IEEE MAC地址)。
      表9：硬件ID请求确认消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x81
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 硬件ID   48   UT硬件ID号
 保留   6   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   96   12字节
向新注册的UT发送表10中所示的系统能力消息，以向该UT指明该AP能力。
          表10：系统能力消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x02
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 Nant   2   天线数目
 Nal   8   支持的适应层数目
 LISTal   8*Nal   AP支持的适应层索引列表
 Tbd
 Tbd
 保留   4   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   Var   可变字节
UT响应于系统能力消息，发送表11中所示的系统能力确认消息，以向AP指明该UT能力。
            表11：系统能力确认消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x82
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 Nant   2   UT天线数目
 Nal   8   支持的适应层数目
 LISTal   8*Nal   AP和UT支持的适应层索引列表
 保留   4   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   Var   可变字节
在每个UT处初始化一个无线电资源控制RRC实例。在AP处为每个活动UT初始化一个RRC实例。AP和UT处的RRC功能可以共享(必需的)前向和反向链路信道测量。在AP和UT处链接发送和接收的RRC消息校准。在该例中，对于空间复用传输模式来说校准是有用的。
RRC确定用于向UT传输的传输模式和速率控制，并将其提供给MAC调度器。该RRC确定在R-TCH上和(如果需要)在F-TCH上的物理层(PHY)突发传输所需要的专用MIMO导频的周期性和长度。该RRC管理用于以空时发送分集(STTD)模式向和从一个UT进行传输的功率控制，并将其提供给PHY管理器。该RRC确定对于来自UT的R-TCH传输的定时调整。
AP发送表12中所示的校准请求消息，请求与UT进行校准。CalType字段表示将用于校准过程的校准音调集合和每个天线的校准符号数目。
         表12：校准请求消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x84
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 Nant   2   UT天线数目
 CalType   4   选择校准过程
 保留   4   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   56   6字节
表13中示出了校准类型(CalType)值。每个CalType对应于校准所需的OFDM音调集合和每个天线的校准符号数目。这些校准导频符号使用沃尔什序列来确立发送(Tx)天线之间的正交性。
           表13：校准类型值
 CalType值   校准音调   校准导频符号的编号
 0000   ±7，±21   4
  0001   ±3，±7，±11，±15，±18，±21，±24，±26   4
  0010   ±1，±2，...，±25，±26   4
  0011   保留   4
  0100   ±7，±21   8
  0101   ±3，±7，±11，±15，±18，±21，±24，±26   8
  0110   ±1，±2，...，±25，±26   8
  0111   保留   8
  1000   ±7，±21   16
  1001   ±3，±7，±11，±15，±18，±21，±24，±26   16
  1010   ±1，±2，...，±25，±26   16
  1011   保留   16
  1100   ±7，±21   32
  1101   ±3，±7，±11，±15，±18，±21，±24，±26   32
  1110   ±1，±2，...，±25，±26   32
  1111   保留   32
UT发送表14中所示的校准请求拒绝消息，拒绝来自AP的校准请求。
   表14：校准请求拒绝消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x44
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 保留   6   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   48   6字节
UT向AP发送表15中所示的校准测量请求消息。它包括将由AP用于测量UT和AP之间信道的校准导频符号。
           表15：校准测量请求消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x85
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 CalType   4   校准过程
 速率   4   在分集模式中的最高可支持FL速率
 保留   6   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   56   7字节
AP发送表16中所示的校准测量结果消息，将由AP根据UT发送的校准请求消息中的校准符号而完成的信道测量结果提供给UT。
在该例中，每个校准测量结果消息携带对应于4×4信道的4个音调、2×4信道的多至8个音调或1×4信道的多至16个音调的信道响应值。需要多至13个这样的消息来携带对应于测量了52个音调的4×4信道的所有测量数据，所以还采用序号来跟踪这些消息的顺序。在没有足够数据填满整个数据字段的情况下，将数据字段的未用部分设置为全零。
        表16：校准测量结果消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x05
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 SEQ   4   消息(总共13个消息)序号
 数据字段   1536   4个音调的信道响应值
 保留   2   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   1584   198字节
发送表17中所示的校准测量结果确认消息，来确认校准测量结果消息中的片段。
    表17：校准测量结果确认消息
 参数名称   比特   用途
 RLC消息类型   8   0x04
 MAC ID   10   指派给UT的临时MAC ID
 SEQ   4   被确认消息的序号
 保留   2   将来使用
 CRC   24   循环冗余检验
 消息长度   48   6字节
类似地，可以不确认一个校准测量结果消息，这种情况下，可以在反向链路上发送表18中所示的校准测量结果NACK消息，否定确认(NACK)校准测量结果消息中的片段。
        表18：校准测量结果NACK消息
 参数名称   比特 用途
 RLC消息类型   8 0XC5
 MAC ID   10 指派给UT的临时MAC ID
 MODE   1 NACK模式(0＝返回-N；1＝选择性重复)
 SEQ   16 多至4个否定确认的消息的序号
 保留   5 将来使用
 CRC   24 循环冗余检验
 消息长度   64 8字节
可以基于回退N或选择性重复来否定确认校准测量结果消息。SEQ字段包括4个连续的4比特段，每个段表示一个消息序号。对于返回-N模式，将MODE字段设定为0，SEQ字段的第一段指示该序列中需要重复的第一个消息的序号。这种情况下，将SEQ字段中的剩余12比特设定为零并忽略它们。对于选择性重复模式，将MODE比特设定为1，SEQ字段保存需要重复的多至四个消息的序号。如果需要重复少于四个消息，则只有含非零值的段有意义。忽略所有的全零段。
AP发送表19中所示的UT链路状态消息，请求UT提供反馈。在该例中，该UT必须提供关于缓冲状态(积压数据量和QoS类别)和链路质量(可以为MIMO和控制信道维持的前向链路速率)的反馈。
                表19：UT链路状态消息
  参数名称   比特  用途
  RLC消息类型   8  0X87
  MAC ID   10  指派给UT的临时MAC ID
  UT_BUF_STAT   16  指示UT无线电链路缓冲状态
  FL_RATE_STAT   16  每个模式的最大可支持FL速率(值tbd)
  QOS_FLAG   2  指示RL含有高优先级数据
  CCH_SUB_CHAN   2  指示优选的CCH子信道
  保留   2  将来使用
  CRC   24  循环冗余检验
  消息长度   80  10字节
UT_BUF_STAT以四字节增量指示UT无线电链路缓冲的尺寸。值0×FFFF指示缓冲尺寸大于或等于262,140字节。FL_RATE_STAT给出了每种模式的最大前向链路速率，其中每个模式4比特。对于分集模式，只使用四个最高有效位。将剩下的12比特设定为0。QOS_FLAG指示RL缓冲是否含有高优先级数据。表20中定义了QOS_FLAG的值。
表20：QOS_FLAG值
  值   意义
  00   无优先级数据
  01   优先级数据
  10-11   保留
在UT处，由RRC生成UT链路状态消息。在AP处，将该消息送到RRC，该RRC提供这些值给UT代理。
该部分中说明的该示例性RRC实施例可以与整个说明书中详细说明的各个实施例相结合地使用。本领域技术人员将认识到该示例性实施例只是用于说明，在本文的教导下，各种各样的替换实施例将是很清楚显然的。在下一部分中描述控制信道的示例性实施例，该实施例适于与本文中详细说明的各个实施例相结合地使用。
示例性控制信道(CCH)
如上所述，利用控制信道(CCH)控制到MAC帧的接入和资源的分配，该控制信道(CCH)基于来自调度器的指令为各MAC ID分配F-TCH和R-TCH上的资源。这些资源授予可以响应于与特定MACID关联的AP处的一个或多个队列的已知状态，或与该MAC ID关联的UT处的一个或多个队列的已知状态，由相应UT代理中的信息反映该已知状态。资源授予还可以响应于在接入请求信道(ARCH)上接收到的接入请求，或调度器可得到的一些其他激励或信息。下文中详细说明CCH的一个示例性实施例。该示例性CCH用于说明在上述高性能WLAN中可以采用的各种控制机制。替换实施例可以包括另外的功能性以及下文描述的功能的子集。下文描述的字段名称、字段宽度、参数值等只是用于说明。本领域技术人员可以容易地将所描述的原理应用到本发明范围之内的各种各样的替换实施例中。
该示例性CCH包括4个分开的子信道，每个子信道按照表21中所示的不同数据速率工作。表21中使用的术语是本领域公知的(SNR代表信噪比，FER代表前向误码率，在本领域中是公知的)。该CCH使用与STTD相结合的短OFDM符号。这意味着每个逻辑信道包括偶数个短OFDM符号。将在随机接入反馈信道(RFCH)和帧控制信道(FCCH)上发送的消息格式化成信息元素(IE)，并在CCH子信道之一上发送它们。
               表21：CCH逻辑信道的数据速率结构
  CCH信道   效率(bps/Hz)   编码率   调制   每个STTDOFDM符号的信息比特   关于1％FER的总SNR
  CCH_0   0.25   0.25   BPSK   24   -2.0dB
  CCH_1   0.5   0.5   BPSK   48   2.0dB
  CCH_2   1   0.5   QPSK   96   5.0dB
  CCH_3   2   0.5   16QAM   192   11.0dB
BCCH指示在CCH_MASK参数中一个给定CCH子信道的存在或不存在。下面的表22中给出了每个CCH子信道的格式(其中，N表示子信道后缀0-3)。该格式包括用于指示IE数目、IE本身、CRC、必要时的零填充符、以及尾标比特的字段。AP确定每个IE使用哪个子信道。在CCH子信道上发送用户终端(UT)特有的IE类型，使该UT的传输效率最大。如果AP不能精确地确定与给定UT关联的速率，则可以使用CCH_0。在CCH_0上发送广播/多播IE类型。
表22：CCH子信道结构
  CCH_N字段   比特
  CCH_N_IE的数目   8
  CCH_N_IE   可变
  CCH_N的CRC   16
  零填充符   可变
  尾标   6
按照从最低到最高速率的顺序传输CCH。为每个CCH子信道提供一个CRC。所有UT尝试从最低速率CCH开始的每个发送的CCH的解调。不能正确解码CCH_N暗指将错误地解码更高速率的CCH。每个CCH子信道能够发送多至32个IE。
将CCH传输信道映射到两个逻辑信道。RFCH包括对在RCH上接收到的接入尝试的确认。FCCH包括资源分配(即，在F-TCH和R-TCH上的物理层帧指派)和物理层控制功能，该物理层控制功能包括在F-TCH和R-TCH上的物理层数据速率控制、R-TCH专用导频插入、R-TCH定时和R-TCH功率控制。FCCH还可以包括R-TCH指派，来请求来自UT的缓冲和链路状态更新。
通常，在该实施例中，在CCH上发送的信息是时间苛刻的，并且将被当前MAC帧中的接收者使用。
表23列出了CCH信息元素类型连同它们的各自类型值。下文中详细说明该信息元素格式。在后面的表中，所有的偏移量值以800纳秒为单位给出。
表23：CCH IE类型指派
  IE类型   信息元素
  0x0   RegistrationReqACK
  0x1   FwdDivModeAssign
  0x2   FwdDivModeAssignStat
  0x3   FwdSpaModeAssign
  0x4   FwdSpaModeAssignStat
  0x5   RevDivModeAssign
  0x6   RevSpaModeAssign
  0x7   DivModeAssign
  0x8   SpaModeAssign
  0x9   LinkStatusReq
  0xA   CalRequestAck
  0xB   CalRequestRej
表24中示出了注册请求确认IE(RFCH)(表23中表示为RegistrationReqACK)的格式。该注册请求确认用于响应在RCH上接收到的来自一个UT的注册请求。该格式包括IE类型、时隙ID、由UT选择的包含在其注册请求中的接入ID、指派给该UT的MACID、以及时间提前量(timing advance)值。
           表24：注册请求确认IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x0
  SLOT_ID   5   UT在RCH接入上使用的时隙ID
  ACCESS_ID   10   UT使用的接入ID
  MAC_ID   10   指派给UT的临时MAC ID
  REV_TIMING_ADV   7   采样中的R-TCH TX定时提前量
  总计   36
表25中示出了F-TCH分集模式指派IE(FCCH)(表23中表示为FwdDivModeAssign)的格式。该F-TCH分集模式指派用于指示将使用分集模式在F-TCH上发送MAC PDU。分集是包括STTD的另一术语。该格式包括IE类型、MAC ID、用于识别在该MAC帧中MAC PDU的位置的F-TCH偏移量、所使用的速率、该分组中OFDM符号的数目、前导码类型(下文中详细说明)、以及该分组中短OFDM符号的数目。
    表25：F-TCH分集模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x1
  MAC_ID   10   指定给UT的临时MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_RATE   4   F-TCH上的速率
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  总计   41
表26中示出了具有R-TCH状态的F-TCH分集模式指派IE(FCCH)(表23中表示为FwdDivModeAssignStat)的格式。该IE用于指示将使用分集模式在F-TCH上发送MAC PDU，并响应于状态请求在R-TCH上分配空间。该格式包括FwdDivModeAssign的字段。另外，该格式包括UT用于报告它在R-TCH上的缓冲状态的分配偏移量。对应于R-TCH上链路状态消息的分配指定R-TCH前导码类型和反向参数，该反向参数包括速率、定时调整、状态消息请求位、以及链路状态分组中的长和短OFDM符号的数目。
    表26：具有R-TCH状态的F-TCH分集模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x2
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_RATE   4   F-TCH上的速率
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   4   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   链路状态分组中长OFDM符号的数目
 REV_N_SHORT   2   链路状态分组中短OFDM符号的数目
 总计   71
FWD_PREAMBLE和REV_PREAMBLE字段分别给出了前向链路上要使用的前导码的长度和在反向链路上发送的状态消息。前导码包括表27中给出的多个短OFDM符号，它们携带只用于主特征模式(principal eigenmode)的导引参考(steered reference)。
表27：FWD_PREAMBLE、REV_PREAMBLE值
  值   意义
  00   没有前导码
  01   四个符号
  10   八个符号
  11   保留
表28中示出了F-TCH空间复用模式指派IE(FCCH)(表23中表示为FwdSpaModeAssign)的格式。该IE中的字段类似于FwdDivModeAssign中的那些字段，除了使用空间复用而不是分集外。
      表28：F-TCH空间复用模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x3
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_RATE   16   F-TCH上空间模式0-3的速率
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  总计   53
表29中示出了具有R-TCH状态的F-TCH空间复用模式指派IE(FCCH)(表23中表示为FwdSpaModeAssignStat)的格式。该IE中的字段类似于FwdDivModeAssignStat中的那些字段，除了使用空间复用而不是分集外。
   表29：具有R-TCH状态的F-TCH空间复用模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x4
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_RATE   16   F-TCH上空间模式0-3的速率
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   4   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   链路状态分组中长OFDM符号的数目
  REV_N_SHORT   2   链路状态分组中短OFDM符号的数目
  总计   83
表30中示出了R-TCH分集模式指派IE(FCCH)(表23中表示为RevDivModeAssign)的格式。该IE用于发信号通知使用分集模式的MAC PDU的R-TCH分配。该IE包含如上的类型和MAC ID字段。它还包含上面详细描述的状态请求消息(FwdDivModeAssignStat和FwdSpaModeAssignStat)中含有的反向链路字段。它还包括反向传输功率调整字段。
           表30：R-TCH分集模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x5
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   4   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  REV_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_POWER   2   R-TCH TX功率调整
  总计   46
表31中示出了R-TCH空间复用模式指派IE(FCCH)(表23中表示为RevSpaModeAssign)的格式。该IE中的字段类似于RevDivModeAssign中的那些字段，除了使用空间复用而不是分集外。
     表31：R-TCH空间复用模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x6
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   16   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
 REV_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
 REV_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
 REV_POWER   2   R-TCH TX功率调整
 总计   58
表32中示出了TCH分集模式指派IE(FCCH)(表23中表示为DivModeAssign)的格式。该IE用于分配前向和反向链路MACPDU。该IE的字段是FwdDivModeAssign和RevDivModeAssign的字段的组合。
         表32：TCH分集模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x7
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_RATE   4   F-TCH上的速率
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   4   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  REV_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_POWER   2   R-TCH TX功率调整
  总计   73
表33中示出了TCH空间复用模式指派IE(FCCH)(表23中表示为SpaModeAssign)的格式。该IE类似于DivModeAssign，除了使用空间复用而不是分集外。
      表33：TCH空间复用模式指派IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x8
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  FWD_OFFSET   12   F-TCH偏移量
  FWD_RATE   16   F-TCH上的速率
  FWD_PREAMBLE   2   F-TCH前导码类型
  FWD_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  FWD_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_RATE   16   R-TCH上的速率
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   分组中长OFDM符号的数目
  REV_N_SHORT   2   分组中短OFDM符号的数目
  REV_POWER   2   R-TCH TX功率调整
  总计   97
表34中示出了缓冲和链路状态请求IE(RFCH或FCCH)(表23中表示为LinkStatusReq)的格式。AP使用该IE向一个UT请求关于该UT的当前缓冲状态和当前物理链路状态。针对该请求进行反向链路分配，以提供响应。除了类型和MAC ID字段之外，还包含反向链路分配字段，与以上详述的反向链路分配类似。
           表34：R-TCH链路状态请求IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0x9
  MAC_ID   10   指派给UT的MAC ID
  REV_OFFSET   12   R-TCH偏移量
  REV_PREAMBLE   2   R-TCH前导码类型
  REV_TIMING   2   R-TCH TX定时调整
  REV_STATUS_REQ   1   R-TCH状态消息请求
  REV_N_LONG   7   链路状态分组中长OFDM符号的数目
  REV_N_SHORT   2   链路状态分组中短OFDM符号的数目
  总计   40
表35中示出了校准请求确认IE(FCCH)(表23中表示为CalRequestAck)的格式。发送该IE来确认一个用于校准的UT请求。通常在注册之后立即执行校准，并且此后可以不经常执行校准。虽然TDD无线信道是对称的，但是在AP和UT处的发送和接收链接可能具有不相等的增益和相位。执行校准来消除该不对称。该IE包含类型字段、MAC ID字段(含有指派给UT的临时MAC ID)、UT天线的数目和所请求校准类型的确认。4比特校准类型字段规定用于校准的音调和被发送用于校准的训练符号的数目的组合。
       表35：校准请求确认IE
  参数名称   比特   功能
  IE_TYPE   4   0xA
  MAC_ID   10   指派给UT的临时MAC ID
  Nant   2   UT天线的数目
  CalType   4   确认所请求的校准过程
  消息长度   20
表36示出了校准请求拒绝IE(FCCH)(表23中表示为CalRequestRej)的格式。该IE拒绝来自UT的校准请求。该IE包含与CalRequestAck一致的类型、MAC ID、校准请求类型字段。另外，还提供了一个原因字段，来指出为什么拒绝该校准请求。
    表36：校准请求拒绝IE
  字段   比特   功能
  IE_TYPE   4   0×B
  MAC_ID   10   指派给UT的临时MAC ID
  CalType   4   所请求的校准过程
  原因   4   拒绝校准请求的原因
  消息长度   22
原因值指明关于一个校准请求的原因。表37中详细示出了原因和它们的值。
     表37：原因值意义
  值   原因
  0000   不需要校准
  0001   不支持请求的过程
  0010   校准过程超时
  0011-1111   保留
表38示出了请求消息(ARCH)的格式。初始接入时，将请求消息作为注册请求对待。进行接入的UT从留出用于初始接入并在BCCH消息中声明的ID集合中随机选取一个接入ID。如果接着接收到请求消息，则该AP在RFCH上使用注册请求确认IE来确认该请求消息，并指派一个临时MAC ID给该UT。
已注册的UT在ARCH上使用相同消息但使用它的接入ID字段中的指派MAC ID来请求服务。如果接着接收到请求消息，该AP发送R-TCH链路状态请求IE，来获得该UT希望得到的分配类型和尺寸的信息。
       表38：ARCH上的请求消息
  字段   比特   功能
  前导码   可变   短或长
  SLOT_ID   5   UT在RCH接入时使用的时隙ID
  ACCESS_ID   10   UT使用的接入ID
  总共   15
本领域技术人员应该理解，可以使用各种不同的技术和工艺来表示信息和信号。例如，可以通过电压、电流、电磁波、电磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任意组合来表示整个上文描述中所涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。
本领域技术人员还应该理解，结合本文中公开的实施例描述的各种说明性逻辑框、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或两者的结合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可交换性，上文中各种说明性组件、方框、模块、电路和步骤就它们的功能性进行了描述。将这种功能性实现为硬件还是软件取决于对于整个系统的具体应用和设计约束。熟练技术人员针对每个具体应用可以通过不同方式实现所描述的功能性，但是不应该将这种实现结果解释为脱离本发明的保护范围。
可以利用设计用于执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或者它们的组合来实现或执行结合本文中公开的实施例描述的各种说明性逻辑方框、模块、电路。通用处理器可以是微处理器，但是或者，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微控制器的组合、多个微处理器的组合、具有DSP核的一个或多个微处理器、或任何其他这样的结构。
结合本文中公开的实施例说明的方法或算法的步骤可以直接实施在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中。软件模块可以存在于RAM存储器、闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或本领域中公知的任何其他形式的存储介质。一种示例性存储介质耦合到处理器，以使处理器能够从存储介质读出信息以及将信息写入存储介质。或者，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以形成在ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。或者，处理器和存储介质可以作为分立元件位于用户终端中。
本文中的小标题用作参考以及帮助定位各部分。这些小标题不是为了限制关于这些部分所描述的概念的范围。这些概念在整个说明书中都具有适用性。
提供了公开的实施例的前述描述以使得任何本领域技术人员能够做出或者使用本发明。对本领域技术人员来说对这些实施例的各种变形都是很明显的，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，本文中所定义的一般原理也可以应用到其他实施例中。因此本发明并不局限于本文中所示的实施例，而且旨在符合与本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最广的范围。

Claims (37)

1.一种设备，包括：
第一层，用于：
接收一个或多个流，每个流包括一个或多个分组；以及
根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成一个或多个媒体接入控制(MAC)层协议数据单元(PDU)；以及
第二层，用于：
根据所述一个或多个MAC层PDU而生成一个或多个MAC帧，每个MAC帧包括：
控制信道，用于传送一种或多种媒体分配方案；
一个或多个业务段，每个业务段用于根据一种媒体分配方案而传送一个或多个MAC层协议数据单元(PDU)。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述MAC帧还包括用于传送所述MAC帧的参数的广播信道。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述MAC帧还包括指示MAC帧边界的信标。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制信道包括多个子信道，每个子信道包括一种或多种分配方案，每个子信道是以多种传送格式之一进行传送的。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个业务段包括一个或多个前向业务段。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述一个或多个前向业务段包括MAC PDU从第一装置到第二装置的传送。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个业务段包括一个或多个反向业务段。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述一个或多个反向业务段包括MAC PDU从第二装置到第一装置的传送。
9.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个业务段包括一个或多个点到点业务段。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述一个或多个点到点业务段包括自组织传送。
11.如权利要求9所述的设备，其中，所述一个或多个点到点业务段包括经过调度的传送。
12.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个业务段包括一个或多个基于竞争的业务段。
13.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个业务段包括一个或多个随机接入业务段。
14.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一层包括用于生成适应层PDU的适应层。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述适应层执行来自所述一个或多个流的一个或多个分组的分段。
16.如权利要求14所述的设备，其中，所述适应层执行来自所述一个或多个流的一个或多个分组的重组。
17.如权利要求14所述的设备，其中，所述适应层执行来自所述一个或多个流的一个或多个分组的流分类。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述流分类是根据服务质量(QoS)而执行的。
19.如权利要求14所述的设备，其中，所述适应层对来自所述一个或多个流的一个或多个分组执行多播映射。
20.如权利要求14所述的设备，其中，所述MAC层包括用于根据适应层PDU而生成数据链路层PDU的数据链路层。
21.如权利要求20所述的设备，其中，所述MAC层包括公共MAC层，用于合并与一个或多个流相对应的一个或多个数据链路层PDU，以形成MAC层PDU。
22.一种方法，包括：
在第一层上接收一个或多个流，每个流包括一个或多个分组；
根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成一个或多个媒体接入控制(MAC)层协议数据单元(PDU)；以及
形成MAC帧，其包括：
控制信道，用于传送一种或多种媒体分配方案；
一个或多个业务段，每个业务段用于根据一种媒体分配方案而传送一个或多个MAC层协议数据单元(PDU)。
23.如权利要求22所述的方法，还包括：
根据媒体分配方案，在业务段中传送MAC层PDU。
24.如权利要求22所述的方法，还包括：
根据媒体分配方案，在业务段中接收MAC层PDU。
25.如权利要求22所述的方法，还包括：
传送所述控制信道。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述控制信道包括多个子信道，每个子信道包括一个或多个分配方案，每个子信道是以多种传送格式之一进行传送的。
27.如权利要求22所述的方法，还包括：
执行适应层处理，以根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成适应层PDU。
28.如权利要求27所述的方法，还包括：
执行数据链路层处理，以根据所述适应层PDU而生成数据链路层PDU。
29.如权利要求27所述的方法，还包括：
执行公共MAC处理，以合并一个或多个适应层PDU，从而形成MAC层PDU。
30.如权利要求22所述的方法，还包括：
传送前向业务段。
31.如权利要求22所述的方法，还包括：
传送反向业务段。
32.如权利要求22所述的方法，还包括：
传送点到点业务段。
33.如权利要求22所述的方法，还包括：
传送随机接入业务段。
34.一种设备，包括：
用于接收一个或多个流的模块，每个流包括一个或多个分组，并根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成一个或多个MAC层PDU；以及
用于根据一个或多个MAC层PDU而生成MAC帧的模块，所述MAC帧包括：
控制信道，用于传送一种或多种媒体分配方案；以及
一个或多个业务段，每个业务段用于根据一种媒体分配方案而传送一个或多个MAC层协议数据单元(PDU)。
35.如权利要求34所述的设备，还包括用于在业务段中传送MAC层PDU的模块。
36.如权利要求34所述的设备，还包括用于在业务段中接收MAC层PDU的模块。
37.用于执行以下步骤的计算机可读介质：
在第一层上接收一个或多个流，每个流包括一个或多个分组；
根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成一个或多个媒体接入控制(MAC)层协议数据单元(PDU)；以及
形成MAC帧，其包括：
控制信道，用于传送一种或多种媒体分配方案；
一个或多个业务段，每个业务段用于根据一种媒体分配方案而传送一个或多个MAC层协议数据单元(PDU)。
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