CN1926804A - 无线网络中的组播 - Google Patents

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Abstract

根据各个方面，在无线网络中进行组播的方法可包括：一个或多个客户机设备发送向网络接入站递送应用程序数据分组的请求。该请求可包括组播地址和QoS属性。网络接入站可创建对组播递送与客户机设备的节能协议进行协调、以使客户机设备在组播发生时处于唤醒状态的组播调度。当应用程序数据分组已被接收或不再需要时，客户机设备还可通过向接入站发送调度删除请求来发起组播调度的删除。当从与组播调度相关联的最后一个客户机设备接收到删除请求时可移除该调度。还公开了其它实施例和实现。

Description

无线网络中的组播
发明背景
使用广播或组播地址来向多个客户机设备分发诸如话音和/或视频数据流等信息正变得越来越具吸引力。组播递送可用来避免对运行相似应用程序的多个客户机设备所使用的发送数据的复制。
在诸如无线局域网(WLAN)等一些无线网络中存在着特有的问题，这些问题可能会使组播信息的递送很困难。一个此类问题是由电池供电的无线设备常常实现节能协议，在这些协议中，一些时段里，设备可使用低功率模式或睡眠模式来减少功耗。在此模式中，要向无线设备递送的广播帧或分组常常被例如接入点(AP)或基站等网络接入站缓冲，并根据节电协议来递送。节能协议可协调帧或分组的递送在无线设备处于唤醒模式(例如，不是在睡眠模式)的时段里发生。
因此，在递送数据的延迟与由电池供电的设备的节能性能之间常常要折衷。此折衷常可由网络接入点(AP)在完全不知道应用程序(例如，驻留在无线设备上的需要广播信息的程序等)的情况下作出。对于组播，可能需要多个由电池供电的无线设备的节能技术的协调才能使个体的设备能够接收组播。
附图简述
本发明的方面、特征和优点可参考附图从以下对本发明的描述来明确，附图中相同的标记表示相似的元素，其中：
图1是根据本发明一个实施例的无线网络的框图；
图2是详述根据本发明的各个实施例的用于在无线网络中递送和接收信息的方法的流程图；
图3是适用于执行本发明的一个或多个方法的无线设备的示例性实施例的框图；以及
图4是适用于执行本发明的一个或多个方法的网络接入站的示例性实施例的框图。
发明详述
尽管一些详细描述可就使用正交频分复用(OFDM)调制的无线网络来描述本发明的示例性实施例，但是本发明的实施例并不限于此，例如在适当的场合可使用其它调制和/或编码方案来实现本发明的实施例。此外，尽管本文中就无线局域网(WLAN)描述了示例性实施例，但是本发明并不限于此，而是可被应用于组播递送存在相似问题的其它无线网络。这些网络具体而言包括，但不限于，无线城域网(WMAN)、无线个人网络(WPAN)和无线广域网(WWAN)等。
以下发明实施例可在包括无线电系统的发送器和接收器等各种应用中使用，但是本发明在这一点上并不受限制。本发明范围里具体包括的无线电系统包括，但不限于，包括诸如网络接口卡(NIC)、网络适配器、基站、接入点(AP)、网关、网桥、集线器等网络设备和蜂窝无线电话在内的无线设备。此外，本发明范围内的无线电系统可包括蜂窝无线电话系统、卫星系统、个人通信系统(PCS)、双向无线电系统、单向寻呼机、双向寻呼机、个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、个人计算附件(PCA)、以及在本质上与本发明实施例相关并可适用本发明实施例的原理的所有今后出现的系统。
如本文中所使用的，组播地址指定一个或数个设备，多个用户站可基本上同时从其获得信息，即使如以下将进一步说明的，与该地址对应的这一个或数个设备最终并非始发源设备。此外，组播调度是指从与组播地址对应的一个或数个设备递送信息的调度。据此，本发明的实施例中不要求一个以上的站请求(例如，经由请求)或被选择接收所发送的信息。换言之，如有必要，可使用组播地址和/或组播调度来对单个设备递送信息。
转到图1，根据本发明一个实施例的无线通信系统100可包括一个或多个用户站110、112、114、116以及一个或多个网络接入站120。系统100可以是诸如无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)或蜂窝网络等任何类型的无线网络，其中用户站110-116(也称为“客户机”)经由空中接口与网络接入站120通信。
根据所需的实现，系统100还可按需包括一个或多个其它有线或无线网络设备，例如附加的基本业务集(BSS)、分发系统(DS)和/或自组织(ad-hoc)网络组件等。在某些实施例中，系统100可以是自适应OFDM无线局域网，但是本发明的实施例在这一点上并不受限制。OFDM是目前在包括WLAN的电气与电子工程师协会(IEEE)802.11(a)和(g)标准在内的许多无线应用中使用的调制。
如以上所讨论的，诸如客户机110、112和114等由电池供电的无线设备可使用节能协议，其中在某些时段，客户机110-114与网络接入站120协调地在低功率模式操作。在某些WLAN实施例中，一个或多个用户站(STA)(例如，客户机110-114)和/或网络接入点(AP)(例如，120)可适用于提供各种服务质量(QoS)等级，但是本发明的实施例在这一点上并不受限制。可在网络100中实现QoS站(QSTA)和QoS接入点(QAP)以便于适用各种用户优先级(UP)来进行信息交换，从而支持具有QoS要求的应用。
在一个示例性实施例中，可为每个媒体访问控制(MAC)服务数据单元(MSDU)标示8个UP以表示反映QoS等级的话务类别(TC)。在此示例性实施例中，可通过交换往来非AP QSTA的数据流的QoS特性来协商QoS等级。在一个实施例中，这些QoS特性是作为话务规范(TSPEC)的一部分来协商的，但是，本发明的实施例决非仅限于这一实施例。TSPEC描述话务流(TS)的话务特性和QoS要求。TSPEC的主要目的是保留AP(有时称为混合式协调器)内的资源并修改其调度行为。尽管如下所述在本发明的实施例的某些示例性实现中适用了TSPEC请求和响应，但是本发明并不局限于以任何特定协议或消息格式来通信和在各个用户站与网络接入站之间调度。
尽管详细的QoS配置与此公开内容的范围不相关，但是网络100基于所交换的信息(诸如包含在TPSEC中的QoS或优先级标识符等)来强制各种QoS等级的一般能力可给常与组播相关联的某些媒体类型(例如，流音频和/或视频数据)的传送带来好处。
转到图2，用于在无线网络中发送和接收组播信息的过程200一般可包括：用户站(STA)发送210递送信息的请求，以及根据组播调度从接入点(AP)向STA递送240信息。
在某些示例性情景中，客户机或站(STA)可能正在运行需要来自网络的信息的应用程序。例如，仅作为示例，应用程序可能需要从网络接收流视频数据。在此示例中，根据一个实施例，应用程序可请求205创建递送信息的调度。该请求可包括信息源的具体地址，并可任选地包括接收信息所需的某些QoS属性。
STA随即可向AP发送210进行处理的请求。在一个示例性WLAN实施例中，STA媒体访问控制器(MAC)可生成包括例如组播地址和所需的QoS属性的请求作为传输规范(TSPEC)请求的一部分，该请求经由空中接口被发送给AP。
AP可接收请求并调度信息的递送来满足请求240。在一个示例性实现中，APMAC可生成TSPEC请求的指示(TSPEC指示)，如果请求中出现组播地址，则该指示可包括该组播地址。AP管理实体可使用来自AP MAC的TSPEC指示来确定215该组播地址是否已存在与其已存储的调度中。如果该组播地址不存在，则可创建220该组播地址的组播调度。另一方面，如果该组播地址存在，则可更新225相应的调度以在信息的递送中包括该请求设备。组播调度的创建可涉及确定允许考虑到AP其它调度委托(例如，其它TSPEC和/或信标发送)的情况下使用所请求的QoS属性的信息递送的发送调度。
AP随即可使用例如TSPEC响应或其它类型的响应来向请求站通知230已调度的递送。在此情形中，接收到响应的STA MAC向应用层确认已调度的信息的递送，并协调该设备的节能协议以确保STA在唤醒状态根据AP定义的组播调度来接收组播数据。
一旦组播调度被创建，最终的信息源(例如，向AP发送媒体流的网络设备)即可被指令在必要时使用组播地址作为目标MAC地址向AP的MAC发送应用程序数据分组。AP的MAC可缓冲所接收的分组直至所调度的时间，并基本按调度将它们递送240给请求STA。
可选地，过程200还可包括在被请求的应用程序数据分组已被发送或不再需要之后移除组播调度的动作。这些动作可包括：当应用程序不再需要信息或已经接收完信息时，组播中所涉及的每个STA发送245调度删除请求，该请求优选包括组播地址。当AP接收到删除请求时，AP根据所包括的组播地址参考组播调度，并确定250该请求STA是否是与所标示的组播调度相关联的最后一个站。如果不是，则可从组播调度中移除或删除255该请求STA，而AP将该组播调度保留在存储器中。如果所接收的调度删除请求与为该组播调度标识的最后一个剩余的STA相关联，则AP可删除260该组播调度。在某些实施例中，如有必要，调度删除请求可如前述地被组合为TSPEC请求。替换地和/或作为补充，AP管理实体可被配置成在组播完成后的预定时间以后执行组播调度的自动删除。在其它实施例中，AP可通过监视来自STA的话务或是向STA发送请求确认的分组以确定其是否仍然在场来监控STA的“活跃度”。如果AP确定STA不再在场，则AP可当作STA已请求删除组播调度一样地来行动。
转到图3，根据本发明的各个实施例的可接收组播信息的示例性无线网络装置300一般可包括射频(RF)接口310以及基带与媒体访问控制器(MAC)处理器部分350。
在一个实施例中，RF接口310可以是适用于发送和接收多载波调制信号的任何组件或组件的组合。RF接口可包括接收器312、发送器314和频率合成器316。如有必要，接口310还可包括偏置控制、晶体振荡器和/或一根或多根天线318、319。此外，RF接口可替换地或另外地使用外部压控振荡器(VCO)、表面声波滤波器、IF滤波器和/或RF滤波器。各种RF接口的设计及其操作在本领域中是公知的，因而其描述将被省略。
在一些实施例中，接口310可被配置成与无线局域网(WLAN)的电气与电子工程师协会(IEEE)802.11频带标准中的一种或多种兼容，但是也可实现与其它标准的兼容。最优选的是，接口310被配置成与WLAN的IEEE 802.11(a-b)(g)和/或(n)标准兼容和/或后向兼容。
基带与MAC处理部分350与RF接口310通信以处理接收/发送信号，并可包括(仅作为示例)用于对所接收的信号进行下变频的模数转换器352、用于对要发送的信号进行上变频的数模转换器354、用于对相应的接收/发送信号进行物理(PHY)层处理的基带处理器356、以及用于管理从一个或多个内部和/或外部存储器(未示出)进行的读写操作的一个或多个存储器控制器358。处理部分350还可包括用于进行媒体访问控制(MAC)/数据链路层处理的处理器359。
在本发明的某些实施例中，处理器359和/或其它电路可适用于处理来自外部或内部应用程序360的对网络媒体的请求，以及如前所述地(例如，图2的210、235和/或245)执行生成组播TSPEC请求和/或处理TSPEC响应的动作。替换地或作为补充，基带处理器356可分担对这些功能的处理，或独立于处理器359地执行这些处理。如有必要，MAC和PHY处理也可被集成为单个组件。包括单独的晶体振荡器(未示出)在内的用于进行自动节能递送(APSD)的组件和/或已存储的指令也可任选地作为装置300的一部分而被包括。
装置300可被实现为例如由电池供电的或是交流电(AC)的设备和/或由此被实现为网络适配器。据此，装置300的前述功能和/或具体配置可按需被包括或省略。
参考图4示出适用于在无线网络中递送组播信息的网络接入装置400(例如，图1的120)。网络接入装置400本质上与图3的装置300相似，因此使用相应的附图标记来标示相似的组件。但是，装置400包括AP管理实体460或与之相接，而不是包括如图3中所示的用于请求网络数据流的客户机应用程序。AP管理实体460可以是任何内部的、外部的或分布式的组件、组件的组合和/或机器可读指令，它起到管理AP执行任务和/或与各个STA通信的作用，包括使用例如调度器462来调度组播发送等。尽管图中未示出，但是图3的装置300可包括起类似作用的站管理实体(SME)。
装置300、400的组件和特征可使用离散电路、专用集成电路(ASIC)、逻辑门和/或单芯片架构的任何组合来实现。此外，装置400的特征可适当地使用微控制器、可编程逻辑阵列和/或微处理器或是上述的任何组合来实现。
应当认识到，图3和4的框图中所示的示例性装置300、400仅仅是许多可能的实现的一个功能性描述示例。据此，分开、省略或包括图3和4中所示的块的功能并不意味着在本发明的实施例中用于实现这些功能的硬件组件、电路、软件和/或元件必须被分开、省略或包括。
本发明的实施例可使用单输入单输出(SISO)系统来实现。但是，如图3和4中所示，某些优选实现可使用具有多根天线(例如，图3的318、319；图4的418、419)的多输入多输出(MIMO)系统。此外，本发明的实施例可使用多载波码分复用(MC-CDMA)、多载波直接序列码分复用(MC-DS-CDMA)或与本发明的特征相容的任何其它现有的或将来出现的调制或复用方案。
除非违背自然规律，否则发明人预想本文中所描述的方法：(i)可按任何顺序和/或以任何组合来执行；以及(ii)相应实施例的组件能以任何方式来组合。
尽管已描述此新颖发明的示例性实施例，但是许多变更和修改是可能的，并且不会偏离本发明的范围。据此，本发明的实施例并不受上述特定公开内容的限制，而是应当仅由所附权利要求书及其合法的等效方案的范围来限定。

Claims (35)

1.一种在无线网络中递送信息的方法，所述方法包括：
从客户机接收递送所述信息的请求；以及
根据组播调度向所述客户机发送所述信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
向所述客户机发送响应以确认所述请求的调度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定是否有对应于所述请求的所述组播调度存在；以及
如果没有，则创建所述组播调度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求包括组播地址和服务质量(QoS)标识符。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在已向与所述组播调度相关联的所有客户机发送所述信息之后删除所述组播调度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，删除所述组播调度包括从与所述组播调度相关联的每个客户机接收删除所述组播调度的删除请求。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线网络包括无线局域网(WLAN)，并且所述请求包括传输规范(TSPEC)请求。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述响应包括TSPEC响应。
9.一种在无线网络中接收信息的方法，所述方法包括：
发送递送所述信息的请求，所述请求包括组播指定地址；以及
将节能协议配置成允许对所述信息进行经调度的递送。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括接收确认所述请求的响应。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求包括组播地址。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求包括服务质量(QoS)属性。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述无线网络包括无线局域网(WLAN)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述WLAN使用正交频分复用(OFDM)。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求包括传输规范(TSPEC)。
16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括发送调度删除请求以删除组播调度。
17.一种通信装置，包括：
处理电路，适用于对所述装置的节能模式与网络设备所指定的组播调度进行协调。
18.如权利要求17所述的通信装置，其特征在于，还包括：
耦合到所述处理电路的射频(RF)接口。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理部分包括被配置成请求从所述网络设备递送信息的媒体访问控制器(MAC)。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述MAC还被配置成指示所请求的从所述网络设备向应用程序的递送的确认。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述MAC还被配置成发送请求从所述组播调度移除所述装置的删除请求消息。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置包括无线用户站(STA)。
23.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述装置包括网络适配器。
24.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括被耦合到所述RF接口的至少两根天线。
25.一种通信装置，包括：
处理电路，可适用于根据多个客户机设备的节能模式来确定无线组播调度。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括：
与所述处理电路耦合的RF接口，它被配置成根据由所述处理电路确定的所述调度来发送所述无线组播。
27.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述装置包括无线局域网(WLAN)接入点。
28.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述无线组播的调度是基于从一个或多个网络设备接收的具有组播地址的一个或多个请求。
29.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理电路可适用于向一个或多个请求网络设备发送所述调度以作为传输规范(TSPEC)响应。
30.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理电路还可适用于为所述无线组播缓冲应用程序数据分组直至所述调度上所指示的时间。
31.如权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括被耦合到所述RF接口的用于实现多输入多输出(MIMO)通信的至少两根天线。
32.一种通信系统，包括：
射频(RF)收发器；
被电耦合到所述RF收发器的至少两根天线；以及
与所述RF收发器电耦合的数据处理电路，其中所述数据处理电路被配置成能根据多个客户机设备的节能模式来确定无线组播调度。
33.如权利要求32所述的通信系统，其特征在于，所述数据处理电路被配置成能基于从所述多个客户机设备接收的请求来生成组播调度。
34.如权利要求33所述的通信系统，其特征在于，所述请求包括含组播地址和服务质量(QoS)指示符的传输规范(TSPEC)。
35.如权利要求32所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括无线局域网(WLAN)接入点(AP)。
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