CN1989744A - 增加无线数字通信网络范围或带宽的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

与接收机相关联的系统和方法，以增加无线数字通信网络的范围或带宽，以及加入所述系统和所述方法的接收机。在一个实施例中，所述系统包括：(1)业务类别检测器，被配置为确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的PDU的业务类别；以及(2)帧校验序列检验器，连接到所述业务类别检测器并且被配置为当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息。

Description

增加无线数字通信网络范围或带宽的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2004年5月19日由Bronner等人提交的标题为“Controlling Range of Wireless Digital Signals by ChangingMaximum Allowed Bit Error Rate(BER)for Packed Acceptance”序列号为60/572,620的美国临时专利申请，并要求其优先权，它与本申请共同转让并且在此引用作为参考。
技术领域
一般来说，本发明针对无线通信网络，更具体地说，针对增加无线数字通信网络范围或带宽的系统和方法。
背景技术
在当今世界上无线数字通信网络正在进入广泛的应用。这样的网络适于可靠地、快捷地、灵活地传递数字数据，比如计算机文件。
为了将数据从网络中的一个站点(“发送站点”)发送到另一个站点(“接收站点”)，发送站点首先将数据划分为时间分片片段。然后，发送站点将网络路由和误差校验信息加入每个片段以创建协议数据单元(PDU)，在许多协议中它们被称为“分组”。然后发送站点将每个PDU分别发送到网络上。接收站点使用路由信息通过网络接收PDU，使用误差校验信息核实数据片断并重新组装所述片断以重建所述数据。
误差校验很重要，因为数据损坏可能产生严重后果。可能导致数据损坏的原因有：冲突(同时发送多个PDU)、外部干扰(如来自网络以外的射频干扰)或者发送功率不足(如传送PDU的距离变得太远时)。如果发现数据的特定片断被损坏，就必须重新发送包含被损坏片断的PDU，要花时间并消耗网络带宽。
无线数字通信网络也能够传递流媒体——数字化即数码音频(如语音或音乐)或视频——以便能够在网络上进行例如电话交谈。流媒体只不过是数字数据，对于网络来说与计算机文件的表现并无不同。然而与计算机文件不同的是，流媒体往往是交互的，因此约束条件为时间敏感。结果有足够的时间重新发送损坏的片断的情况很少见。
考虑到这种重要的约束，现有技术的无线数字通信网络设计已经集中精力通过消除数据中的错误以完全避免重新发送的需要。避免重新发送的一种方法是提高发送功率。遗憾的是，这需要附加的功率并缩短了电池的寿命。另一种方法是限制发送数据的范围。不过，限制范围会限制网络的灵活性和实用性。再一种方法是向每个PDU增加纠错数据。虽然纠错信息可以用于在接收站点重建数据，但是传递纠错信息也需要附加的网络带宽，所以限制了网络处理数据的能力。又一种方法是改进接收机的灵敏度或者噪声或衰减的抗扰度，但是这使得接收机设计更加复杂且昂贵。再另一种方法是降低数据传输率。遗憾的是，这降低了网络的效率。这些方法都不能证明令人满意。
所以，业内需要的是在无线数字通信网络上传递流媒体的更好的方法。更具体地说，业内需要的是关于传递流媒体而增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明在一个方面提供了用于增加无线数字通信网络的范围或带宽的与接收机相关联的系统。在一个实施例中，所述系统包括：(1)业务类别检测器，被配置为确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的PDU的业务类别；以及(2)帧校验序列检验器，连接到所述业务类别检测器并且被配置为当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息。为了本发明的目的，“流媒体”定义为数字化即数码音频(如语音或音乐)或视频。同样，为了本发明的目的，“接收机”广义地定义为不仅包括终点站点，比如手持机，而且包括本地和媒体网关以及接收无线数据的其他中间网络节点或沿途站点，即使它们随后可以无线地或有线地转发这些数据。
忽视误差校验信息通过允许更高的误码率(BER)潜在地增加了无线数字通信网络的范围。忽视误差校验信息通过避免PDU的重新发送、为发送其他PDU释放带宽，潜在地增加了无线数字通信网络的带宽。
在另一方面，本发明提供了在接收机中进行的增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法。在一个实施例中，本方法包括：(1)确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的PDU的业务类别；以及(2)当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息。
在又一方面，本发明提供了无线数字通信网络接收机。在一个实施例中，本接收机包括：(1)天线；(2)连接到该天线的下变频器；(3)连接到该下变频器的物理层处理器；(4)业务类别检测器，被配置为确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的PDU的业务类别；(5)帧校验序列检验器，连接到所述业务类别检测器并且被配置为当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息；以及(6)连接到该帧校验序列检验器的编解码器。
以上已经概述了本发明的优选的和可选的特性，以便本领域的技术人员可以更好地理解本发明的以下详细说明。本发明的另外特性将在下文中说明，它们形成了本发明权利要求书的主题。本领域的技术人员应当承认他们能够容易地使用所公开的概念和具体实施例，作为设计或修改成其他结构的基础，以实现本发明的相同目的。本领域的技术人员也应当理解，这样的等价构造没有脱离本发明的实质和范围。
附图说明
为了更完全地理解本发明，现在连同附图参考以下说明，其中：
图1展示了示范PDU的示意图；
图2的框图展示了根据本发明原理构造的、增加无线数字通信网络的范围或带宽的系统的一个实施例；
图3的流程图展示了根据本发明原理实现的、增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法的一个实施例。
具体实施方式
在说明系统、接收机或方法的示范实施例之前，将阐述示范PDU的结构。所以，首先参考图1，展示的是遵从IEEE 802.11的示范物理层收敛过程(PLCP)PDU(PPDU)110的示意图。不过，本领域的技术人员将理解本发明的原理包含能够容纳流媒体的任何PDU。
相关领域的技术人员熟悉PPDU 110的结构和功能。PPDU 110包括物理层报头120和介质访问控制字(MAC)PDU(MPDU)130。
物理层报头120包括PLCP前同步码140、PLCP报头控制数据150和16位循环冗余校验(CRC)160。PLCP前同步码140训练所述接收机，以便它能够接收PPDU 110的其余部分。PLCP报头控制数据150包括各种物理层路由以及其他控制信息，更确切地说标识PPDU的业务类别。
在本发明的所展示实施例中，业务类别标识PPDU是否为流媒体PUD。不过本发明不限于在PDU中显式标识业务类别的PDU；相反，业务类别可以从隐式指示的组合中推断，可能包括PDU的有效负荷。
16位CRC 160允许接收机校验PLCP报头控制数据150的内容。根据IEEE 802.11，物理层报头120以最低的数据速率通过无线数字通信网络发送到接收机。
MPDU包括MAC报头170、帧体180和32位帧校验序列(FCS)190。MAC报头170包含MAC层的路由信息。帧体180包含PPDU 110的“有效负荷”，在流媒体的情况下，它是流媒体的时间分片片段。FCS 190包含误差校验信息，允许验证帧体180的内容。在本发明的所展示实施例中，如果PPDU 110的业务类别指示它是流媒体PDU，可以忽略的正是该FCS 190。根据IEEE 802.11，MPDU 130以最高的协商数据速率通过无线数字通信网络发送到接收机。相关领域的技术人员熟悉在无线数字通信网络中协商传输速率的方式。
在介绍了示范PDU后，现在可以介绍系统的示范实施例。所以，现在转向图2并继续参考图1，图2中展示的框图是根据本发明原理构造的、增加无线数字通信网络的范围或带宽的系统的一个实施例。展示的系统实施例可以在无线数字接收机200内运行。
天线/下变频器200被配置为接收并从无线数字通信网络(未显示，但是由指向天线/下变频器210的较粗箭头代表)接收的PDU中剥离载波。
物理层处理器220连接到天线/下变频器210。物理层处理器220接收下变频变换后的PDU，并且分析该PDU的物理层报头120，以提取和校验PLCP报头控制数据150。在PLCP报头控制数据150中包括的是标识PDU业务类别的信息。
业务类别检测器230连接到物理层处理器220。业务类别检测器230被配置为确定PDU的业务类别。在本发明的所展示实施例中，业务类别检测器仅仅检验物理层处理器220从PLCP报头控制数据150提取的业务类别信息。
在本发明的所展示实施例中，本发明的误差校验信息忽视功能可以用配置数据如配置位(未显示)激活或停用。在本发明的一个实施例中，配置数据是用户可编程的。
例如，如果配置位是“1”，当业务类别指示给定的PDU是流媒体PDU时，忽视误差校验信息(如FCS 190)。如果配置位是“0”，即使业务类别指示给定的PDU是流媒体PDU，也要估算误差校验信息。
为此，图2展示了连接到业务类别检测器230的配置校验器240。配置校验器240检查配置数据，以确定本发明的忽视误差校验信息功能是否被激活。
FCS校验器250连接到配置校验器240。FCS校验器250被配置为当业务类别指示该PDU是流媒体PDU时，忽视PDU中的错误检测信息。
编码器/译码器(“编译码器”)260连接到FCS校验器250。编译码器260接收流媒体(它是数字形式)的片段，并且将该片段转换成再现给用户的模拟形式。相关领域的技术人员将会看出接收机200被大为简化，但是将理解这种简化提高了对本发明运行的理解。
现在转向图3，展示的流程图是根据本发明原理实现的、增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法的一个实施例。本方法以起始步骤310开始，其中要求是接收PDU，包括流媒体PDU。
在步骤320中接收PDU。然后在步骤330中确定PDU的业务类别。下一步，在决策步骤340中决定业务类别是否指示PDU是不是流媒体PDU。如果PDU不是流媒体PDU，则步骤350中采用在PDU中的误差校验信息(如FCS)检查有效负荷。否则，绕过步骤350。
进一步处理发生在步骤360中。例如，如果PDU是流媒体PDU，PDU(有效负荷)中包含的流媒体时间分片片段被转换成模拟形式并再现。否则，如果PDU不是流媒体PDU并且发现PDU有效负荷被损坏，根据协议可以请求重新发送PDU。本方法在结束步骤370中结束。
综上所述，显然本发明引进了在无线数字通信网络上传递流媒体的更好方法。更确切地说，显然本发明引进了关于传递流媒体的增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法。忽视误差校验信息通过允许更高的BER潜在地增加了无线数字通信网络的范围。另外，忽视误差校验信息通过避免PDU的重新发送、为发送其他PDU释放带宽，潜在地增加了无线数字通信网络的带宽。
虽然已经详细介绍了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，他们可以对此进行多种改变、替换和变更，而不脱离本发明最广泛形式上的实质和范围。

Claims (21)

1.一种用于增加无线数字通信网络的范围或带宽的与接收机相关联的系统，包括：
业务类别检测器，被配置为确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的协议数据单元(PDU)的业务类别；以及
帧校验序列检验器，连接到所述业务类别检测器并且被配置为当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息。
2.根据权利要求1的系统，其中，所述误差校验信息包含在所述PDU的帧校验序列内。
3.根据权利要求1的系统，其中，所述帧校验序列检验器进一步被配置为根据与所述接收机相关联的配置数据，忽视所述PDU中的所述误差校验信息。
4.根据权利要求3的系统，其中，所述配置数据是用户可编程的。
5.根据权利要求1的系统，其中，所述无线数字通信网络遵从以下协议中选定的一个：
RFC 1889，以及
IEEE 802.11。
6.根据权利要求1的系统，其中，所述接收机既接收计算机数据PDU，又接收流媒体PDU。
7.根据权利要求1的系统，其中，所述接收机以最大数据速率接收包含有效负荷和所述误差校验信息的所述流媒体PDU的一部分。
8.一种在接收机中执行的用于增加无线数字通信网络的范围或带宽的方法，包括：
确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的协议数据单元(PDU)的业务类别；以及
当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述误差校验信息包含在所述PDU的帧校验序列内。
10.根据权利要求8的方法，其中，所述忽视包括根据与所述接收机相关联的配置数据，忽视所述PDU中的所述误差校验信息。
11.根据权利要求10的方法，其中，所述配置数据是用户可编程的。
12.根据权利要求8的方法，其中，所述无线数字通信网络遵从以下协议中选定的一个：
RFC 1889，以及
IEEE 802.11。
13.根据权利要求8的方法，其中，所述接收机既接收计算机数据PDU，又接收流媒体PDU。
14.根据权利要求8的方法，其中，所述接收机以最大数据速率接收包含有效负荷和所述误差校验信息的所述流媒体PDU的一部分。
15.一种无线数字通信网络接收机，包括：
天线；
连接到所述天线的下变频器；
连接到所述下变频器的物理层处理器；
业务类别检测器，被配置为确定由所述接收机从所述无线数字通信网络接收的协议数据单元(PDU)的业务类别；
帧校验序列检验器，连接到所述业务类别检测器并且被配置为当所述业务类别指示所述PDU是流媒体PDU时，忽视所述PDU中的误差校验信息；以及
编解码器，连接到所述帧校验序列检验器。
16.根据权利要求15的接收机，其中，所述误差校验信息包含在所述PDU的帧校验序列内。
17.根据权利要求15的接收机，其中，所述帧校验序列检验器进一步被配置为根据与所述接收机相关联的配置数据，忽视所述PDU中的所述误差校验信息。
18.根据权利要求17的接收机，其中，所述配置数据是用户可编程的。
19.根据权利要求15的接收机，其中，所述无线数字通信网络遵从以下协议中选定的一个：
RFC 1889，以及
IEEE 802.11。
20.根据权利要求15的接收机，其中，所述接收机既接收计算机数据PDU，又接收流媒体PDU。
21.根据权利要求15的接收机，其中，所述接收机以最大数据速率接收包含有效负荷和所述误差校验信息的所述流媒体PDU的一部分。
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