DE102009040911B4

DE102009040911B4 - Bündelung physikalischer Kanäle bei der Datenübertragung

Info

Publication number: DE102009040911B4
Application number: DE102009040911.4A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Beckmann; Pidder Kassel
Original assignee: Lantiq Deutschland GmbH
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: DE102009040911A1

Abstract

Verfahren zum Übertragen eines Datenstroms in einem Kommunikationsnetz von einem Sender zu einem Empfänger, mit den folgenden Schritten:
Bündeln mindestens eines ersten physikalischen Kanals und eines zweiten physikalischen Kanals, auf denen Daten übertragen werden, wobei die Bündelung des ersten physikalischen Kanals und des zweiten physikalischen Kanals folgende Schritte umfasst:
Auftrennen des Datenstroms in einen ersten Partialdatenstrom und einen zweiten Partialdatenstrom, wobei das Auftrennen in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht ist;
Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger und des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger, wobei das Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Übertragen des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal unabhängig ist, wobei der erste physikalische Kanal und der zweite physikalische Kanal voneinander verschiedene Übertragungsmedien verwenden; und
Aggregieren des ersten und zweiten Partialdatenstroms im Empfänger, um den Datenstrom wiederzuerlangen.

Description

Eine Datenkommunikation wird sowohl im geschäftlichen Bereich als auch im privaten Bereich zuhause immer wichtiger. Zum Beispiel wird die Verteilung von Video-, TV- und Sprachdaten zuhause oder im Büro immer populärer. Um diesen Trend zu berücksichtigen, sind eine hohe Datenrate und Dienstqualität (Quality of Service = QoS) für jede Art von verdrahteter sowie drahtloser Datenverbindung wesentlich. Die erzielbare Datenrate in einem physikalischen Kanal (physical channel) nimmt mit der Zunahme von Störern und der zu überbrückenden Distanz ab, d. h. die oben erwähnten Dienste sind möglicherweise an Empfänger, die eine bestimmte Distanz zu dem Dienstverteiler überschreiten, über einen physikalischen Kanal nicht mit der entsprechenden Qualität verteilbar.
US 5,949,788 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Bündelung bei mehreren Netzwerkgeräten. Ein sogenanntes Trunk Control Message Protocol (TCMP) gewährleistet eine Übertragung von Nachrichten an die verschiedenen Geräte über individuelle aktive Verbindungen eines Bündels. Die Medienzugriffssteuerungen eines Bündels sind dabei von derselben Art.
US 2006/0193295 A1 offenbart eine Bildung aggregierter Kommunikationswege zu einem oder mehreren Zielorten. Das Mehrfachzugriffsgerät beinhaltet mehrere Netzwerktransceiver, um Kommunikation über mehrere verschiedene Kommunikationspfade zuzulassen. Eine Kombination optimaler Netzwerktransceiver wird ausgewählt und eine Netzwerkverbindung zwischen einem Mobilgerät und einem entsprechenden Knoten unter gleichzeitiger Verwendung der ausgewählten Transceiver wird aufgebaut.
DE 10 2008 007 497 A1 offenbart, dass Daten auf einer Strecke einer Kommunkationsverbindung zwischen einem Netzwerkknoten und einer Basisstation auf zwei parallel verlaufenden Verbindungspfaden übertragen werden. Ein Netzwerkknoten kann empfangene Daten in mindestens zwei Datenströme aufteilen und diese über zwei verschiedene Verbindungen an die Basisstation weiterleiten. Hierzu stehen dem Netzwerkknoten die Leitungsverbindungen niederer Bandbreite einer ehemaligen Basisstation zur Verfügung, sowie eine Mehrzahl von drahtlosen Verbindungen. Die Verbindungspfade können Luftschnittstellen oder leitungsgebundene Verbindungspfade umfassen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Datenkommunikation zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, einen Sender gemäß Anspruch 13, einen Empfänger gemäß Anspruch 18 und ein Kommunikationssystem gemäß Anspruch 23 gelöst.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Übertragen eines Datenstroms in einem Kommunikationsnetz von einem Sender zu einem Empfänger, bei dem ein Bündel mindestens eines ersten physikalischen Kanals und eines zweiten physikalischen Kanals, auf denen Daten übertragen werden, durchgeführt wird. Die Bündelung des ersten physikalischen Kanals und des zweiten physikalischen Kanals umfasst ein Auftrennen des Datenstroms in einen ersten Partialdatenstrom und einen zweiten Partialdatenstrom und ein Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger und des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger. Das Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal ist hierbei unabhängig von dem Übertragen des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal. Die ersten und zweiten Partialdatenströme werden ferner im Empfänger aggregiert, um den Datenstrom wiederzuerlangen.
Das Verfahren kann bei Ausführungsbeispielen ein Bestimmen, ob der erste physikalische Kanal durch einen Datentransfer eines anderen Senders des Netzes belegt ist, umfassen. Wenn bestimmt wird, dass der erste physikalische Kanal nicht belegt ist, wird ein Übertragen von Daten des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal durchgeführt. Bei Ausführungsbeispielen können die Daten jedes Mal dann übertragen werden, wenn der erste physikalische Kanal nicht belegt ist.
Ferner kann ein Bestimmen durchgeführt werden, ob der zweite physikalische Kanal durch einen Datentransfer von einem anderen Sender des Netzes belegt ist. Datenfragmente auf werden dabei auf dem ersten physikalischen Kanal unabhängig davon übertragen, ob der zweite Kanal belegt ist, und Datenfragmenten werden auf dem zweiten physikalischen Kanal unabhängig davon übertragen, ob der erste physikalische Kanal belegt ist.
Das Bestimmen, ob der erste und zweite physikalische Kanal belegt sind, kann auf der Basis eines Wettbewerbsfensters (Contention-Window-basierend) erfolgen.
Die auf dem ersten physikalischen Kanal übertragenen Daten werden bei Ausführungsbeispielen in Rahmen oder Pakete verpackt, wobei das Bestimmen, ob der erste physikalische Kanal belegt ist, vor jeder Übertragung eines Rahmens oder Pakets erfolgt.
Der erste physikalische Kanal kann bei Ausführungsbeispielen ein physikalischer Kanal eines gemeinsam benutzten Übertragungsmediums (shared transmission medium) sein.
Der erste und zweite physikalische Kanal können jeweils aus der Gruppe ausgewählt sein, die folgende physikalischen Kanäle umfasst: einen Frequenzkanal aus einer Mehrzahl von Frequenzkanälen, ein Frequenzband aus einer Mehrzahl von Frequenzbändern, eine verdrahtete Übertragungsleitung, ein Zeitschlitz.
Zumindest einer der ersten und zweiten physikalischen Kanäle kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die folgende physikalischen Kanäle umfasst: einen WLAN-Kanal aus einer Mehrzahl von WLAN-Kanälen und ein WLAN-Frequenzband aus einer Mehrzahl von WLAN-Frequenzbändern.
Der Datenstrom kann ferner in einer abhängigen Übertragung von dem Sender zu dem Empfänger übertragen werden, wobei bei der abhängigen Übertragung die Übertragungsdaten in dem ersten und zweiten physikalischen Kanal nur dann übertragen werden, wenn sowohl der erste als auch der zweite physikalische Kanal nicht durch eine Datenübertragung von mindestens einem anderen Sender des Netzes belegt sind. Das Auftrennen in einen ersten und zweiten Partialstrom kann bei Ausführungsbeispielen zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Schicht (Schicht 2 des Open-Systems-Interconnection-Modells (OSI-Modells)) und der Vermittlungsschicht (Schicht 3 des OSI-Modells) oder in einer Unterschicht erfolgen, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht bzw. Mediumzugriffssteuerung-Ausmaß-Unterschicht ist.
Der erste physikalische Kanal und/oder der zweite physikalische Kanal können ferner einen MIMO-Betrieb benutzen.
Das Verfahren kann ferner ein Bereitstellen einer Angabe bzw. Indikation für jedes Fragment des Datenstroms zum Anzeigen der Position in dem Datenstrom umfassen. Dabei umfasst das Aggregieren des ersten und zweiten Partialstroms ein Aggregieren des ersten und zweiten Partialstroms auf der Basis der Angabe.
Die Erfindung schafft ferner einen Sender mit einem Eingang zum Empfangen eines von dem Sender zu einem Empfänger zu übertragenden Datenstroms und eine Bündelungseinheit zum Fragmentieren des Datenstroms in zumindest erste und zweite Fragmente und zum Verteilen der ersten und zweiten Fragmente an eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit und eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit. Die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist konfiguriert, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente zu liefern, und die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist konfiguriert, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente zu liefern. Die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit sind ferner konfiguriert, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von mindestens einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit sind bei Ausführungsbeispielen konfiguriert, um zumindest eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Verarbeitung (eine Verarbeitung in einer MAC-Extent-Unterschicht) in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von einer Mediumzugriffssteuerung-Extent-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Der Sender kann bei Ausführungsbeispielen konfiguriert sein, um eine Vorbereitung bzw. zeitliches Einteilen (Scheduling) von Fragmenten zur Übertragung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von der Vorbereitung von Fragmenten für die Übertragung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Die Bündelungseinheit kann ferner in der Mediumzugriffssteuerung-Schicht über der Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht oder zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Schicht und einer Vermittlungsschicht des OSI-Modells vorgesehen sein.
Der Sender ist bei Ausführungsbeispielen in der Lage und dazu eingerichtet, die ersten Fragmente über den ersten physikalischen Kanal zu übertragen, wenn der zweite physikalische Kanal belegt ist.
Die Bündelungseinheit kann ferner konfiguriert sein, um ein Bestimmen, ob die Datenübertragungskapazität des ersten physikalischen Kanals oder des zweiten physikalischen Kanals unter einer ersten Schwelle liegt, durchzuführen. Auf der Basis der Bestimmung, dass die Kapazität des ersten oder des zweiten physikalischen Kanals unter der ersten Schwelle liegt, wird entweder einer der ersten oder zweiten physikalischen Kanäle aus der Bündelung eliminiert, so dass der Sender in einer Nicht-Bündelungs-Betriebsart arbeitet, oder es wird eine Reaktivierung eines ersten oder zweiten physikalischen Kanals eingeleitet, oder es wird einer der ersten oder zweiten physikalischen Kanäle durch einen anderen physikalischen Kanal ersetzt.
Die Erfindung schafft ferner einen Empfänger mit einem ersten Eingang zum Empfangen von ersten Fragmenten eines von einem Sender zu dem Empfänger zu übertragenden Datenstroms von einem ersten physikalischen Kanal. Ein zweiter Eingang ist zum Empfangen von zweiten Fragmenten des Datenstroms von einem zweiten physikalischen Kanal vorgesehen. Der Empfänger weist eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente und eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente. Ferner ist eine Bündelungseinheit vorgesehen, wobei die Bündelungseinheit konfiguriert ist, um mindestens die ersten und zweiten Fragmente zu einem einzigen Datenstrom zu kombinieren. Hierbei sind die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit derart konfiguriert, dass ein Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von zumindest einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit erfolgt.
Der Empfänger kann bei Ausführungsbeispielen einen Puffer zum Speichern mindestens eines Fragments der empfangenen ersten oder zweiten Fragmente aufweisen, um Zeitverzögerungen zu kompensieren, wenn der erste oder zweite Kanal durch einen anderen Sender belegt worden ist.
Die Bündelungseinheit kann bei einem Ausführungsbeispiel in der Mediumzugriffssteuerung-Datenebene oder zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Schicht und Vermittlungsschicht des OSI Modells vorgesehen sein.
Die Bündelungseinheit kann konfiguriert sein, um eine Anforderung zu empfangen und den ersten oder zweiten physikalischen Kanal aus der Bündelungseinheit auf der Basis der Anforderung auszukoppeln. Die Bündelungseinheit kann ferner mit einem neuen physikalischen Kanal basierend auf der Anforderung koppeln.
Der Empfänger kann ferner einen Puffer zum Puffern von über den ersten und zweiten physikalischen Kanal übertragenen Fragmenten aufweisen, um eine Verzögerung bei der Übertragung zu kompensieren, und einen Sequenzanalysator zum Analysieren von Identifikationen der Fragmente und zum Bestimmen von Positionen der Fragmente in dem Datenstrom. Die Bündelungseinheit kann dabei konfiguriert sein, um die Fragmente auf der Basis der bestimmten Positionen der Fragmente zu aggregieren.
Die Erfindung schafft ferner ein Kommunikationssystem mit einem Sender, wobei der Sender einen ersten Eingang zum Empfangen eines zu überfragenden Datenstroms und eine erste Bündelungseinheit zum Fragmentieren des Datenstroms in mindestens erste und zweite Fragmente und zum Verteilen der Fragmente an eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit und eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit aufweist. Die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist konfiguriert, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Segmente zu liefern. Eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist ferner konfiguriert, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente zu liefern. Die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit können ferner konfigurirert sein, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von mindestens einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern. Das Kommunikationssystem umfasst ferner einen Empfänger, mit einem zweiten Eingang zum Empfangen der ersten Fragmente des von dem Sender zu dem Empfänger übertragenen Datenstroms aus dem ersten physikalischen Kanal und einem dritten Eingang zum Empfangen der zweiten Fragmente des Datenstroms aus dem zweiten physikalischen Kanal. Eine dritte Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist vorgesehen, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente zu liefern, und eine vierte Mediumzugriffssteuerung-Einheit ist zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente vorgesehen. Eine zweite Bündelungseinheit, ist in dem Empfänger konfiguriert, um mindestens die ersten und zweiten Fragmente zu einem einzigen Datenstrom zu kombinieren, wobei die dritte und vierte Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert sind, um zumindest einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der dritten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von zumindest einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der vierten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausgeführt, bei denen
1 ein Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ein Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ein Schaltbild gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die folgende ausführliche Beschreibung erläutert beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den verschiedenen Figuren können identische oder ähnliche Einheiten, Module, Vorrichtungen, Schaltungen usw. dieselbe Bezugszahl aufweisen.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Datenkommunikationssystems 100. Das Datenkommunikationssystem weist einen Sender 102 und einen Empfänger 104 auf. Der Sender 102 und der Empfänger 104 können als eine Sender/Empfänger-Vorrichtung implementiert sein, d. h. können zum Senden und Empfangen fähig sein. Der Sender 102 und der Empfänger 104 können auf Chips unter Verwendung nur von Hardware oder unter Verwendung von Hardware in Kombination mit Firmware implementiert werden. Das Datenkommunikationssystem 100 stellt eine Übertragung von Daten von dem Sender durch Bündelung von mindestens zwei physikalischen Kanälen 114 und 115 bereit. Die physikalischen Kanäle 114 und 115 oder einer der physikalischen Kanäle 114 und 115 können physikalische Kanäle eines gemeinsam benutzten Übertragungsmediums (shared transmission medium), wie etwa eines Übertragungsmediums eines WLAN (drahtlosen lokalen Netzwerks) sein. Die physikalischen Kanäle 114 und 115 oder einer der physikalischen Kanäle 114 und 115 können bei einer Ausführungsform ein Frequenzkanal oder mehrere Frequenzkanäle, ein Frequenzband oder mehrere Frequenzbänder, eine verdrahtete Übertragungsleitung oder ein vorbestimmter Zeitschlitz einer Zeitmultiplexkommunikation usw. sein. Zum Beispiel können bei einer Ausführungsform die physikalischen Kanäle physikalische Kanäle eines Heimnetzwerks sein, das WLAN-Frequenzkanäle oder WLAN-Frequenzbänder, verdrahtete Kanäle wie etwa eine Ethernet-Kabelverbindung, eine Kupferdrahtverbindung usw. enthält. Bei einer Ausführungsform benutzt mindestens einer der physikalischen Kanäle MIMO-Betrieb. Bei einer anderen Ausführungsform benutzt jeder der gebündelten physikalischen Kanäle einen MIMO-Betrieb auf diesem Kanal, Die zum Transfer des Datenstroms gebündelten physikalischen Kanäle können physikalische Kanäle verschiedener Medien sein. Bei Ausführungsformen kann ein physikalischer Kanal ein verdrahteter Kanal sein, während der andere physikalische Kanal in der Bündelung ein drahtloser physikalischer Kanal wie etwa ein physikalischer WLAN-Kanal ist. Bei Ausführungsformen können der erste und der zweite physikalische Kanal ein WLAN-Kanal mehrerer WLAN-Kanäle oder ein WLAN-Frequenzband mehrerer WLAN-Frequenzbänder sein.
Die Bündelung der physikalischen Kanäle wird bei Ausführungsformen dergestalt bereitgestellt, dass die Übertragung von Daten eines Partialstroms über einen physikalischen Kanal in dem Bündel von der Übertragung von Daten eines anderen Partialstroms über einen anderen physikalischen Kanal der gebündelten physikalischen Kanäle unabhängig ist. Gemäß Ausführungsformen wird Unabhängigkeit der Datenübertragung in dem Sender und dem Empfänger für jeden der physikalischen Kanäle bereitgestellt, indem separate Mediumzugriffsteuerung-Einheiten (Medium-Access-Control-Einheiten = MAC-Einheiten) mindestens einen Teil der für die Übertragung erforderlichen Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung verarbeiten.
1 zeigt deshalb den Sender 102 mit zwei separaten Einheiten 106 und 108 der Mediumzugriffssteuerung (Medienzugriffssteuerung) und den Empfänger 104 mit zwei separaten Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 110 und 112, die betrieben werden, um mindestens einen Teil der für die Datenübertragung über die beiden physikalischen Kanäle 114 und 115 erforderlichen Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung bereitzustellen.
Der Sender 102 besitzt einen Eingang 112 zum Empfangen eines zu dem Empfänger 104 zu übertragenden Datenstroms. Der Datenstrom kann zum Beispiel ein von einem Verteilernetz stammender Datenstrom sein, zum Beispiel ein Datenstrom von einem Router oder Switch, ein aus einer Netzvermittlungsvorrichtung kommender Datenstrom usw. Der Datenstrom kann Dateneinheiten wie MSDU (Mediumzugriffssteuerung-Dienstdateneinheiten) oder andere Dateneinheiten umfassen. Der Sender 102 besitzt eine Bündelungseinheit 118, die konfiguriert ist, den an dem Eingang 112 empfangenen Datenstrom zu Fragmenten zu fragmentieren. Die Fragmente werden dergestalt an die Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 106 und 108 verteilt, dass erste Fragmente an die Mediumzugriffssteuerung-Einheit 106 und zweite Fragmente an die Mediumzugriffssteuerung-Einheit 108 verteilt werden. Die Mediumzugriffssteuerung-Einheit 106 stellt dann mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente bereit und die Mediumzugriffssteuerung-Einheit 108 stellt mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente bereit. Wie oben beschrieben, sind die Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 106 und 108 ferner dafür konfiguriert, die Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung durch die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung durch die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit bereitzustellen. Unabhängige Verarbeitung umfasst bei einer Ausführungsform, dass die Übertragungszeit der getrennten ersten und zweiten Fragmente unabhängig eingeteilt wird, d. h. die ersten Fragmente werden unabhängig übertragen, gleichgültig, ob der zweite Kanal auch für Übertragung verfügbar ist oder nicht, und die zweiten Fragmente werden unabhängig übertragen, gleichgültig, ob der erste Kanal für Übertragung verfügbar ist oder nicht.
Zum Übertragen der Fragmente über die physikalischen Kanäle 114 und 115 sind die Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 106 und 108 mit jeweiligen Ausgängen 111 und 113 gekoppelt. Die Ausgänge 111 und 113 können zum Beispiel Funkschaltungen zum Modulieren der Übertragungsdaten auf ein Trägersignal, Transformatoren zum Übertragen des Signals auf eine Leitung usw. sein. Ferner versteht sich, dass zwischen den Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 106, 108 und den Ausgängen 111 und 113 andere Komponenten oder Einheiten, die für die spezifische Art von Übertragung auf den jeweiligen physikalischen Kanal erforderlich sind, vorgesehen sein können. Zum Beispiel kann für jeden physikalischen Kanal zwischen den Mediumzugriffssteuerung-Einheiten 106, 108 und den Ausgängen eine Einheit der PHY-Schicht (Physikalische Schicht) angeordnet sein, um ein PHY-Schichtverarbeitung bereitzustellen, wie es in 1 mit gestrichelten Linien gezeigt ist. Es versteht sich, dass bei Ausführungsformen jegliche zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Einheit 106 und dem Ausgang 111 angeordnete Komponenten oder Einheiten unabhängig von den zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Einheit 108 und dem Ausgang 113 angeordneten Komponenten oder Einheiten arbeiten.
Der Empfänger 104 besitzt einen Eingang 116 zum Empfangen der ersten Fragmente des von dem Sender 102 zu dem Empfänger 104 übertragenen Datenstroms aus dem ersten physikalischen Kanal 114 und einen Eingang 117 zum Empfangen der zweiten Fragmente des Datenstroms aus dem zweiten physikalischen Kanal 115. Ähnlich wie bei dem Sender 102 stellen unabhängig voneinander die Mediumzugriffssteuerung-Einheit 110 in dem Empfänger 104 mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente und eine Mediumzugriffssteuerung-Einheit 112 mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente bereit. Ferner ist in dem Empfänger 104 eine Bündelungseinheit 120 vorgesehen, die dafür konfiguriert ist, die ersten und zweiten Fragmente zu einem einzigen Datenstrom zusammenzuführen bzw. zu rekombinieren. Die Bündelungseinheit 120 ist mit einem Ausgang 122 gekoppelt, der den empfangenen Datenstrom einer Datenanwendung in dem Empfänger, anderen Vorrichtungen außerhalb des Empfängers, einem mit dem Empfänger gekoppelten Netzwerk usw. zuführt.
Es ist zu erwähnen, dass bei einer Ausführungsform die gesamte Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für beide physikalischen Kanäle separat für die beiden physikalischen Kanäle durch die beiden Mediumzugriffssteuerung-Einheiten in dem Empfänger und durch die beiden Mediumzugriffssteuerung-Einheiten in dem Sender bereitgestellt werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein oberer Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung gemeinsam für beide physikalische Kanäle durch eine weitere gemeinsame Mediumzugriffssteuerung-Einheit 126 und 128 über den beiden separaten Mediumzugriffssteuerung-Einheiten durchgeführt werden, wie in 3 gezeigt.
2 zeigt ein Flussdiagramm 200 der Bündelung eines ersten und zweiten physikalischen Kanals. Bei 210 wird der Datenstrom in einen ersten Partialdatenstrom und einen zweiten Partialdatenstrom aufgetrennt. Bei Ausführungsformen kann die Auftrennung in einen ersten und zweiten Partialstrom zwischen der Mediumzugriffssteuerung-Schicht und Schicht 3 (Vermittlungsschicht) des OSI-Modells vorgesehen werden, oder in einer Unterschicht der Mediumzugriffssteuerung-Schicht, die höher als die Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht (MAC-Extent-Sublayer) ist. Bei der Ausführungsform von 1 ist der Datenstrom mit der Bezugszahl 124 gezeigt, und der erste und der zweite Partialdatenstrom sind mit Bezugszahlen 124a und 124b gezeigt.
Bei 220 werden der erste Partialdatenstrom auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger und der zweite Partialdatenstrom auf dem zweiten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger übertragen. Wie oben beschrieben, wird die Übertragung des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal unabhängig von der Übertragung des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal bereitgestellt. Bei 230 werden der erste und der zweite Partialdatenstrom im Empfänger aggregiert, um den Datenstrom in dem Empfänger wiederzuerlangen. Der abgerufene Datenstrom ist in 1 mit der Bezugszahl 130 gezeigt.
Bei einer Ausführungsform kann das Bestimmen, ob der physikalische Kanal durch einen Datentransfer eines anderen Senders belegt ist, für jeden der gebündelten physikalischen Kanäle durchgeführt werden. Das Bestimmen, ob der physikalische Kanal belegt ist, kann zum Beispiel ein Bestimmen umfassen, ob eine andere Station wie etwa eine WLAN-Station vorübergehend auf demselben physikalischen Kanal sendet oder durch eine Übertragungseinteilung zum Senden eingeteilt ist.
Gemäß einer Ausführungsform werden Daten auf den jeweiligen physikalischen Kanälen übertragen, wenn Verfügbarkeit für den jeweiligen physikalischen Kanal bestimmt wird, d. h. der physikalische Kanal nicht durch die Datenübertragung anderer Vorrichtungen belegt oder anderweitig blockiert ist. Daten können auf diesem physikalischen Kanal jedes Mal dann übertragen werden, wenn der erste physikalische Kanal nicht belegt ist. Die Erfassung der Verfügbarkeit des Kanals kann zum Beispiel auf einem Wettbewerbsfenster basieren, einer Technik, die in existierenden WLAN-Systemen verwendet wird.
Die Daten können in einem der Kanäle unabhängig davon übertragen werden, ob der andere Kanal verfügbar ist oder nicht. Dadurch erhält man eine Flexibilität der Benutzung beliebiger der gebündelten physikalischen Kanäle zum Übertragen von Fragmenten des Datenstroms sobald der physikalische Kanal nicht durch eine andere Vorrichtung belegt wird, wodurch für Systeme, die ein gemeinsam benutztes Medium verwenden, wie zum Beispiel WLAN, ein höherer Durchsatz gewährleistet wird oder ermöglicht wird, für denselben Durchsatz eine größere Betriebsentfernung zu erhalten. Auf der Empfängerseite ermöglicht eine Zwischenpufferung der Fragmente die Unabhängigkeit der Übertragung. Die Pufferung kann bereitgestellt werden, bis der vollständige andere Partialdatenstrom auf der Empfängerseite angekommen ist und bereit für eine Wiederzusammenstellung ist. Bei einer Ausführungsform werden auf dem ersten physikalischen Kanal übertragene Daten in Rahmen oder Pakete verpackt. Ausführungsformen können vorsehen, vor jeder Übertragung eines Rahmens oder Pakets zu bestimmen, ob der erste physikalische Kanal belegt ist.
Bei einer Ausführungsform kann der Betriebsmodus von einem unabhängigen Übertragungsbetrieb, bei dem die Daten in den Mediumzugriffssteuerung-Schichteinheiten wie oben beschrieben unabhängig verarbeitet werden, auf einen Übertragungsmodus umgeschaltet werden, der nicht unabhängig ist. In dem nicht-unabhängigen bzw. abhängigen Übertragungsmodus werden Daten nur dann in dem ersten und zweiten physikalischen Kanal übertragen, wenn sowohl der erste als auch der zweite physikalische Kanal nicht durch Datenübertragung von mindestens einem anderen Sender des Netzwerks belegt sind.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Fragmente angegeben, um für jedes Fragment der Daten eine Angabe der Position in dem Datenstrom bereitzustellen, so dass beim Aggregieren des ersten und zweiten Partialstroms die Angabe verwendet wird, um die Fragmente mit der korrekten Reihenfolge zu aggregieren.
Nunmehr mit Bezug auf 4 wird in Ergänzung zu der offenbarten Lehre eine Bündelung in einem WLAN-System beschrieben. Hierbei werden zwei physikalische Kanäle zur Bündelung eines Datenstroms benutzt. Ferner kann hierbei ein MIMO-Betrieb für jeden der physikalischen Kanäle vorgesehen werden, d. h. jeder physikalische Kanal überträgt unter Verwendung von MIMO. 4 zeigt einen Eingang 406, an dem MSDU (Mediumzugriffssteuerung-Dienstdateneinheiten), die zu übertragen sind, an der Bündelungseinheit von einer höheren Schichteinheit empfangen werden. Die empfangenen MSDU werden in einer Fragmentierungseinheit 408 fragmentiert und dann Fragmentpuffern 402 und 404 zur Pufferung der Fragmente wenn ein physikalischer Kanal belegt ist zugeführt. Die Fragmente werden dann einer Verteilungseinheit 410 zugeführt, die den empfangenen Strom von Fragmenten auf zwei Partialströme TX-BS1 und TX-BS2 verteilt. Die Partialströme werden dann Mediumzugriffssteuerung-Datenebeneneinheiten (MAC-Data-Plane-Einheiten) 412a bzw. 412b zugeführt. Jede der Mediumzugriffssteuerung-Datenebeneneinheiten 412a und 412b arbeitet unabhängig. Zum Beispiel sind die Mediumzugriffssteuerung-Datenebeneneinheiten 412a und 412b in der Lage, die zu verschiedenen Zeitpunkten zu übertragenden Fragmente zu empfangen und zu verarbeiten. Die Datenebeneneinheiten 412a und 412b sind ein Teil der für jeden der physikalischen Kanäle bereitgestellten Mediumzugriffssteuerung-Funktionalität. Die Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheiten 414a und 414b stellen andere Mediumzugriffssteuerung-Funktionalität bereit, wie etwa PCF (point coordinating function = Punktkoordinationsfunktion), EDCA (Enhanced distributed channel access = erweiterter verteilter Kanalzugang) und HCCA (Hybrid coordination function controlled channel access = durch Hybridkoordinationsfunktion (HFC) gesteuerter Kanalzugang). Ferner stellen die Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheiten 414a und 414b Funktionalität der DCF (verteilte Koordinationsfunktionen) für jeden der jedem physikalischen Kanal zugewiesenen getrennten Mediumzugriffssteuerung-Pfade bereit. Es ist zu beachten, dass die Funktionalitäten PCF, EDCA, HCCA und DCF Fachleuten bekannt sind und deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben werden.
Von den Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheiten 414a und 414b aus wird der Datenstrom zu den Verwürflereinheiten (Scrambler-Einheiten) 416a bzw. 416b geleitet. Durch die Codierung der Einheiten 418a bzw. 418b wird dann zur Sicherung der Daten eine Codierung bereitgestellt. Die beiden Partialströme werden dann jeweils durch Strom-Parser 420a und 420b zu zwei Strömen verarbeitet (geparsed), wodurch es möglich wird, für jeden physikalischen Kanal zwei MIMO-Ströme bereitzustellen, die zu dem Empfänger übertragen werden, um für jeden physikalischen Kanal einen MIMO-Betrieb, zum Beispiel einen 2 × 2-MIMO-Betrieb, zu implementieren. Die beiden Ströme für den Partialdatenstrom TX-BS1 werden dann Verschachtlereinheiten (Interleaver-Einheiten) 422a und 422b zugeführt, und die beiden Ströme für den Partialdatenstrom TX-BS2 werden Verschachtlereinheiten 422c und 422d zugeführt. Für die beiden Ströme des Partialdatenstroms TX-BS1 wird durch QAM-Mapper-Einheiten (QAM = Quadrature Amplitude Modulation) 424a und 424b und für die beiden Ströme des Partialdatenstroms TX-BS2 durch QAM-Mapper-Einheiten 424c und 424d eine QAM-Abbildung bereitgestellt. Die beiden Ströme des Partialdatenstroms TX-BS1 werden dann einer STBC-Einheit (STBC = Space Time Block coding = Raum-Zeit-Blockcodierung) 426a zugeführt, um eine Raum-Zeit-Blockcodierung für die beiden Ströme des TX-BS1 bereitzustellen. Die beiden Ströme des Datenstroms TX-BS1 werden einer STBC-Einheit 426b zugeführt, um eine Raum-Zeit-Blockcodierung für die beiden Ströme des TX-BS2 bereitzustellen. Für die beiden Ströme jedes Partialdatenstroms wird jeweils durch CSD-Einheiten 428a–428d CSD-Verarbeitung (Cyclic Shift Diversity = Zyklische Versatz-Diversität) bereitgestellt. Cyclic Shift Diversity ist eine Sendediversitätstechnik, die eine Signalspreizungstechnik benutzt, die den räumlichen Strom auf mehrere Antennen verteilt, indem das Signal auf den mehreren Antennen mit verschiedenen Phasen übertragen wird. Durch eine Einheit 430a kann eine räumliche Abbildung für die beiden Datenströme des Partialdatenstroms TX-BS1 bereitgestellt werden, und durch eine Einheit 430b kann eine räumliche Abbildung für die beiden Datenströme des Partialdatenstroms TX-BS2 bereitgestellt werden.
Die beiden Ströme für jeden Partialstrom werden dann an Einheiten 432a-d für eine IFFT (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation = schnelle Fourierrücktransformation) übertragen, die eine Umsetzung aus dem Frequenzbereich in den Zeitbereich bereitstellt. Durch Einheiten 434a–d wird eine Vorsatzdaten/Fensterverarbeitung (Prefix/Window-Verarbeitung) bereitgestellt. Die beiden Ströme des Partialdatenstroms TX-BS1 werden einer HF-Schnittstelle 436a zugeführt, die die Basisbandsignale aus jeder Kette einer Funkschaltung zur Mischung mit einem Trägersignal für jeden der beiden Ströme von TX-BS1 zuführt. Die beiden trägermodulierten Signale werden dann über zwei Antennen zu dem Empfänger übertragen. Entsprechend werden die zwei Ströme des Partialdatenstroms TX-BS2 einer HF-Schnittstelle 436b zugeführt, die die Basisbandsignale einer Funkschaltung zur Mischung mit einem Trägersignal zuführt. Die beiden trägermodulierten Signale der beiden Ströme werden dann über zwei Antennen zu dem Empfänger übertragen.
Auf der Empfängerseite wird derselbe Datenfluss in der umgekehrten Richtung mit umgekehrten Funktionalitäten bereitgestellt. Fachleuten ist die Implementierung des umgekehrten Datenflusses mit umgekehrten Funktionalitäten bekannt, weshalb an dieser Stelle dazu keine weiteren Einzelheiten angegeben werden.
Es ist zu beachten, dass die Bündelungseinheit auf der Senderseite dafür konfiguriert ist, eine Synchronisation mit der Bündelungseinheit auf der Empfängerseite bereitzustellen. Ferner stellt die Bündelungseinheit eine Fragmentierung der empfangenen Daten bereit und fügt dann jedem Fragment eine Identifikation hinzu. Bei einer anderen Ausführungsform kann die in IEEE 802.11 standardisierte Fragmentierung zur Bereitstellung der Fragmentierung verwendet werden. Die Bündelungseinheit verteilt ferner die Fragmente an die senderseitigen Datenströme TX-BS1 und TX-BS2, die den beiden physikalischen Kanälen zugewiesen sind, die in der Übertragung gebündelt werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Bündelungseinheit in zwei Betriebsarten betrieben werden. In einer Betriebsart werden die Fragmente immer dann übertragen, wenn einer der physikalischen Kanäle, die zur Bündelung verwendet werden, bereit zum Senden ist. Diese Unabhängigkeit der Übertragungseinteilung wird erzielt, indem zwei getrennte und unabhängige Partialdatenströme über mindestens die Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheiten hinweg bereitgestellt werden, dergestalt, dass die Mediumzugriffssteuerung-Extentfunktion unabhängig für jeden physikalischen Kanal ausgeführt werden kann.
Die zweite Betriebsart ist eine Betriebsart, bei der die Mediumzugriffssteuerung-Extentfunktion für jeden der Partialdatenströme nicht unabhängig ausgeführt wird, d. h. die Verarbeitung für den gebündelten physikalischen Kanal wird durch eine Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheit oder synchronisierte Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheiten bereitgestellt. Es ist zu beachten, dass die Komponenten oder Einheiten von der Codierereinheit bis zu der HF-Schnittstelleneinheit mit den Komponenten oder Einheiten identisch sein können, die in einem Senderschema gemäß IEEE 802.11n für MIMO-Betrieb verwendet werden. Hierarchisch höher als die Codierereinheit werden separate unabhängige Verarbeitungsketten bereitgestellt, die der Anzahl zu bündelnder physikalischer Kanäle entsprechen, um sicherzustellen, dass die Übertragung für alle physikalischen Kanäle völlig unabhängig ist. Wie oben skizziert, wird die verzögerte Übertragungszeit der Übertragung auf dem ersten physikalischen Kanal im Vergleich zu der Übertragung auf dem zweiten physikalischen Kanal oder umgekehrt durch Sendepuffer (Tx-Puffer) 402 bzw. 404 kompensiert.
Auf der Empfängerseite ist die Bündelungseinheit dafür konfiguriert, die Synchronisation mit der Bündelungseinheit auf der Senderseite bereitzustellen. Ferner stellt die Bündelungseinheit die Entfragmentierung der empfangenen Partialdatenströme bereit und erzeugt den einzigen Ausgangsdatenstrom.
Nunmehr mit Bezug auf 5 wird eine weitere Ergänzung zu der vorliegenden Lehre beschrieben. Diese Ergänzung ermöglicht die Bereitstellung eines Normal-MIMO-Betriebs in einer Betriebsart, bei dem jede der Ketten ein Teil derselben MIMO-Übertragung ist. In einer anderen Betriebsart werden dieselben Komponenten oder Einheiten, die beim Normal-MIMO-Betrieb verwendet werden, benutzt, um eine Bündelung der physikalischen Kanäle bereitzustellen. Wie später ausführlicher skizziert werden wird, können bei der Bündelung physikalischer Kanäle ein oder mehrere der physikalischen Kanäle MIMO-betrieben werden.
Hierbei ist die Verarbeitungskette im Basisband für den MIMO-Betrieb und den Betrieb in der Bündelungsbetriebsart ähnlich. In der Bündelungsbetriebsart werden jedoch, statt im MIMO-Betrieb die Daten in denselben Kanal über mehrere räumliche Pfade zu den Antennen des Empfängers zu übertragen, die Daten in der Bündelungsbetriebsart in verschiedenen Kanälen an die Empfängerantennen verteilt, wodurch diese verschiedenen physikalischen Kanäle zu einem logischen Kanal gebündelt werden.
5 zeigt einen Sender in Unterscheidung zu dem in 4 gezeigten Sender mit einer einzigen Datenstromverarbeitung signalaufwärts der Fehlerkorrekturcodierung. Wie ersichtlich ist, werden eine einzige Mediumzugriffssteuerung-Datenebeneneinheit 412, eine einzige Mediumzugriffssteuerung-Extenteinheit 414 und ein einziger Verwürfler 416 bereitgestellt, wodurch in der normalen MIMO- und in der Bündelungsbetriebsart die gemeinsame Verarbeitung für beide physikalischen Kanäle ermöglicht wird. Der Datenstrom aus dem Verwürfler wird dann zu einem Codiererparser (encoder parser) 502 geleitet, der ein Parsen des Datenstroms zu zwei Fehlerkorrekturcodierern 418a und 418b durchführt. Ein Stromparser 420 ist vorgesehen, der die codierten Datenströme aus jedem der Codierer 418a und 418b an die vier Ketten verteilt.
Der Stromparser 420 ist konfigurierbar, um den Datenstrom gemäß jeder Betriebsart, in der der Sender gleichzeitig betrieben wird, zu verteilen. Der Sender 500 kann zum Beispiel in der normalen MIMO-Betriebsart betrieben werden, die alle vier Ketten für MIMO-Betrieb in einem physikalischen Kanal benutzt, oder in der Bündelungsbetriebsart, die ein Paar von Ketten zur Bereitstellung von MIMO-Betrieb auf einem ersten physikalischen Kanal und das andere Paar von Ketten zur Benutzung des MIMO-Betriebs für den anderen physikalischen Kanal benutzt. In diesem Fall arbeiten bestimmte der Ketten zusammen, um einen MIMO-Betrieb physikalischer Kanäle zu gewährleisten. In der Bündelungsbetriebsart ist außerdem ein Betrieb konfigurierbar bei dem alle Ketten verschiedenen physikalischen Kanälen zugewiesen werden.
Das bedeutet, dass in dieser Betriebsart jeder der physikalischen Kanäle unabhängig von den anderen betrieben wird. Die Verschachtlereinheiten 422a–d sind dann vorgesehen, um die Daten zu verschachteln, gefolgt von den QAM-Abbildungseinheiten 424a–d. Eine STBC-Einheit 426 empfängt die Datenströme aus jeder der QAM-Abbildungseinheiten. Die STBC-Einheit kann entweder dafür konfiguriert sein, eine STBC-Verarbeitung für einen physikalischen Kanal bereitzustellen, oder STBC-Verarbeitung über mehrere physikalische Kanäle bereitzustellen.
Wenn zum Beispiel ein Paar von Ketten einem physikalischen Kanal zugewiesen ist und das andere Paar von Ketten einem anderen physikalischen Kanal zugewiesen ist, um für jeden physikalischen Kanal einen STBC-Betrieb mit zwei Ketten bereitzustellen, ist die STBC-Einheit konfiguriert, um die STBC-Verarbeitung separat für jedes Paar von Ketten bereitzustellen. Wenn zum Beispiel eine Kette einem physikalischen Kanal zugewiesen ist und die anderen drei Ketten einem anderen physikalischen Kanal mit STBC-Betrieb zugewiesen sind, kann die STBC-Einheit 426 konfiguriert sein, die STBC-Verarbeitung für alle drei in demselben physikalischen Kanal arbeitenden Ketten bereitzustellen, während der eine dem anderen physikalischen Kanal zugewiesene Kanal möglicherweise keine STBC-Verarbeitung erfordert. Signalabwärts der STBC-Einheit 426 empfangen die CSD-Einheiten 428a–d die Ströme aus der STBC-Einheit 426.
Nach der CSD-Verarbeitung leiten die CSD-Einheiten 428a–d die Ströme zu einer Räumliche-Abbildung-Einheit (Spatial-Mapping-Einheit) 430a, die ähnlich wie die STBC-Einheit 426 konfigurierbar ist, um eine gemeinsame räumliche Abbildungsverarbeitung für Ketten, die in demselben physikalischen Kanal betrieben werden, oder für Ketten in verschiedenen physikalischen Kanälen bereitzustellen.
Die IFFT-Einheiten 432a–432d und die Vorsatz/Fenstereinheiten 434a–d verarbeiten dann die Datenströme. Die HF-Schnittstelle 435, die den Datenstrom von den Vorsatz-/Fenstereinheiten 434a–d empfängt, führt das Basisbandsignal einer Funkschaltung zu, um das Basisbandsignal auf das Trägersignal oder auf die Trägersignale zu modulieren. Es ist zu beachten, dass beim normalen MIMO-Betrieb, der alle vier Ketten benutzt, das Trägersignal für jede der vier Ketten dasselbe ist, während im Bündelungsbetrieb Basisbandsignale von Ketten, die verschiedenen physikalischen Kanälen zugewiesen sind, auf Trägersignale mit verschiedenen Frequenzen moduliert werden. Die Funkschaltung stellt dazu Mischer für jede Kette bereit, die in der Lage sind, in der normalen MIMO-Betriebsart ein Mischen für alle Ketten mit derselben Frequenz zu liefern und in der Bündelungsbetriebsartmischung ein Mischen auf eine solche Weise zu liefern, dass mindestens ein Teil der Basisbandsignale mit Trägersignalen verschiedener Frequenzen gemischt werden.
Eine Funkschaltung, die dafür konfiguriert ist, einen MIMO-Betrieb für alle vier Ketten sowie Bündelung von zwei verschiedenen physikalischen Kanälen bereitzustellen, ist in 6 gezeigt. Die Funkschaltung 600 umfasst einen ersten Signalgenerator 602, der mit einer ersten Frequenz f1 arbeitet, und einen zweiten Signalgenerator 604, der mit einer zweiten Frequenz f2 arbeitet. Der Ausgang des ersten Signalgenerators 602 ist mit ersten Eingängen mehrerer Multiplexer 608a–d gekoppelt. Der Ausgang des zweiten Signalgenerators 604 ist mit zweiten Eingängen der mehreren Multiplexer 608a–d gekoppelt. Die Ausgänge der mehreren Multiplexer sind mit ersten Eingängen mehrerer Mischer 606a–d gekoppelt. Zweite Eingänge 612a–d der mehreren Mischer 606a–d sind mit den mehreren Ketten gekoppelt, um das Basisbandsignal von den Ketten zu empfangen. Der Ausgang jedes Mischers ist mit einer jeweiligen Antenne gekoppelt, um das modulierte Signal zu übertragen.
Die Funkschaltung ist voll dafür konfigurierbar, auf der Basis eines Konfigurationssignals für jeden der Mischer 606a–d selektiv die Frequenz f1 oder f2 bereitzustellen. In der Normal-MIMO-Betriebsart können entweder alle Mischer das Trägersignal aus dem Generator 602 empfangen, um alle vier Basisbandsignale mit der Frequenz f1 zu mischen und einen MIMO-Betrieb mit der Frequenz f1 bereitzustellen, oder alle Mischer können das Trägersignal aus dem Generator 604 empfangen, um alle vier Basisbandsignale mit der Frequenz f2 zu modulieren und einen MIMO-Betrieb mit der Frequenz f2 bereitzustellen.
Beim Bündelungsbetrieb können bestimmte der Mischer das Trägersignal aus dem ersten Generator 602 empfangen, um die Übertragung auf einem ersten physikalischen Kanal mit der Frequenz f1 bereitzustellen, und bestimmte andere der Mischer können das Trägersignal aus dem zweiten Generator empfangen, um die Übertragung auf dem zweiten physikalischen Kanal mit der Frequenz f2 bereitzustellen. Die Konfiguration ist voll flexibel und ermöglicht zum Beispiel bei einer Konfiguration das Kombinieren von zwei Ketten zum Übertragen auf dem ersten physikalischen Kanal mit 2 × 2- oder 2 × N-MIMO und das Übertragen auf dem zweiten physikalischen Kanal mit 2 × 2- oder 2 × N-MIMO oder zum Übertragen in einer Konfiguration dergestalt, dass drei Kanäle kombiniert werden, um auf dem ersten physikalischen Kanal mit der Frequenz f1 in 3 × 3- oder 3 × N-MIMO zu übertragen, und ein Kanal beim Nicht-MIMO-Betrieb auf dem zweiten physikalischen Kanal mit der Frequenz f2 überträgt. N stellt dabei einen Platzhalter für eine beliebige ganze Zahl dar.
Durch Hinzufügen von zusätzlichen Generatoren zum Erzeugen anderer Frequenzen kann das System ferner dafür konfiguriert sein, um den Mischern vier verschiedene Frequenzen zuzuführen, wodurch es möglich wird, vier physikalische Kanäle zu bündeln, die im Nicht-MIMO-Betrieb übertragen. Ferner versteht sich, dass die Generatoren 602 und 604 sowie die oben beschriebenen zusätzlichen Generatoren abstimmbar bereitgestellt werden können, wodurch es nicht nur möglich wird, eine feste Frequenz bereitzustellen, sondern auch das von jedem der Generatoren bereitgestellte Trägersignal auf verschiedene Frequenzen abzustimmen.
Für Fachleute ist erkennbar, dass die oben beschriebene Architektur die Bereitstellung eines vollflexiblen Senders/Empfängers ermöglicht, der in der Lage ist, einen Voll-MIMO-Betrieb zu liefern, bei dem die Ketten gemeinsam für einen MIMO-Betrieb benutzt werden, einen gebündelten MIMO-Betrieb zu liefern, bei dem die Übertragung auf verschiedenen physikalischen Kanälen, d. h. auf verschiedenen Frequenzen, bereitgestellt ist aber jeder physikalische Kanal einen MIMO-Betrieb verwendet, einen Betrieb zu liefern, bei dem ein physikalischer Kanal im MIMO und der andere physikalische Kanal nicht im MIMO betrieben wird, und einen Voll-Nicht-MIMO-Bündelungsbetrieb zu liefern, bei dem jeder der physikalischen Kanäle gebündelt ist und nicht im MIMO betrieben wird. Ferner ist zu beachten, dass die in 5 und 6 beschriebene Lehre mit der in 4 beschriebenen Lehre kombiniert werden kann. In diesem Fall sind die Einheiten, die in 5 als einzelne Einheiten gezeigt sind, dafür auslegbar, auch einen unabhängigen Betrieb wie in 4 beschrieben bereitzustellen. Dies ermöglicht die Benutzung des Systems mit voll unabhängiger Bündelung mit dem Vorteil des Übertragens auf jedem physikalischen Kanal immer dann, wenn ein Kanal verfügbar ist, und erlaubt auch den normalen MIMO-Betrieb für alle Kanäle.
Ferner versteht sich, dass die Anzahl der oben beschriebenen Kanäle lediglich von beispielhafter Beschaffenheit ist und dass eine beliebige andere Anzahl von Kanälen für jede der oben beschriebenen Betriebsarten bereitgestellt werden kann. Anders ausgedrückt, kann die Anzahl der Kanäle 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 usw. betragen. Ferner ist die oben beschriebene Anzahl von Ketten nur von beispielhafter Beschaffenheit, und bei anderen Implementierungen kann eine beliebige andere Anzahl von Ketten benutzt werden. Anders ausgedrückt, kann die Anzahl der Ketten 2, 3, 4, 5 usw. betragen.
Es versteht sich, dass die in der Anmeldung offenbarten Verfahren durch eine Vorrichtung implementiert werden können, die Mittel zum Ausführen jedes der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.

Claims

Verfahren zum Übertragen eines Datenstroms in einem Kommunikationsnetz von einem Sender zu einem Empfänger, mit den folgenden Schritten: Bündeln mindestens eines ersten physikalischen Kanals und eines zweiten physikalischen Kanals, auf denen Daten übertragen werden, wobei die Bündelung des ersten physikalischen Kanals und des zweiten physikalischen Kanals folgende Schritte umfasst: Auftrennen des Datenstroms in einen ersten Partialdatenstrom und einen zweiten Partialdatenstrom, wobei das Auftrennen in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht ist; Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger und des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal von dem Sender zu dem Empfänger, wobei das Übertragen des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal von dem Übertragen des zweiten Partialdatenstroms auf dem zweiten physikalischen Kanal unabhängig ist, wobei der erste physikalische Kanal und der zweite physikalische Kanal voneinander verschiedene Übertragungsmedien verwenden; und Aggregieren des ersten und zweiten Partialdatenstroms im Empfänger, um den Datenstrom wiederzuerlangen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den folgenden Schritten: Bestimmen, ob der erste physikalische Kanal durch einen Datentransfer eines anderen Senders des Netzes belegt ist; und Übertragen von Daten des ersten Partialdatenstroms auf dem ersten physikalischen Kanal, wenn bestimmt wird, dass der erste physikalische Kanal nicht belegt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Daten jedes Mal dann übertragen werden, wenn der erste physikalische Kanal nicht belegt ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, ferner mit den folgenden Schritten: Bestimmen, ob der zweite physikalische Kanal durch einen Datentransfer von einem anderen Sender des Netzes belegt ist; und Übertragen der Datenfragmente auf dem ersten physikalischen Kanal unabhängig davon, ob der zweite Kanal belegt ist, und Übertragen von Datenfragmenten auf dem zweiten physikalischen Kanal unabhängig davon, ob der erste physikalische Kanal belegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Bestimmen, ob der erste und zweite physikalische Kanal belegt sind, auf einem Wettbewerbsfenster basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei auf dem ersten physikalischen Kanal übertragene Daten in Rahmen oder Pakete verpackt werden und wobei das Bestimmen, ob der erste physikalische Kanal belegt ist, vor jeder Übertragung eines Rahmens oder Pakets vorgesehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der erste physikalische Kanal ein physikalischer Kanal eines gemeinsam benutzten Übertragungsmediums ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste und zweite physikalische Kanal aus der Gruppe ausgewählt sind, die folgende physikalischen Kanäle umfasst: einen Frequenzkanal aus einer Mehrzahl von Frequenzkanälen, ein Frequenzband aus einer Mehrzahl von Frequenzbändern, eine verdrahtete Übertragungsleitung, ein Zeitschlitz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens einer des ersten und zweiten physikalischen Kanals aus der Gruppe ausgewählt ist, die folgende physikalischen Kanäle umfasst: einen WLAN-Kanal aus einer Mehrzahl von WLAN-Kanälen und ein WLAN-Frequenzband aus einer Mehrzahl von WLAN-Frequenzbändern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit dem Schritt des Sendens des Datenstroms in einer abhängigen Übertragung von dem Sender zu dem Empfänger, wobei die abhängigen Übertragungsdaten in dem ersten und zweiten physikalischen Kanal nur dann übertragen werden, wenn sowohl der erste als auch der zweite physikalische Kanal nicht durch eine Datenübertragung von mindestens einem anderen Sender des Netzes belegt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste physikalische Kanal oder der zweite physikalische Kanal MIMO-Betrieb benutzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner mit dem folgenden Schritt: Bereitstellen einer Angabe für jedes Fragment des Datenstroms zum Anzeigen der Position in dem Datenstrom; und wobei das Aggregieren des ersten und zweiten Partialstroms Folgendes umfasst: Aggregieren des ersten und zweiten Partialstroms auf der Basis der Angabe.
Sender, umfassend: einen Eingang zum Empfangen eines von dem Sender zu einem Empfänger zu übertragenden Datenstroms; eine Bündelungseinheit zum Fragmentieren des Datenstroms in zumindest erste und zweite Fragmente und zum Verteilen der ersten und zweiten Fragmente an eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit und eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit, wobei das Fragmentieren des Datenstroms in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuer-Extent-Unterschicht ist; wobei die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente bereitzustellen; und wobei die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit dafür konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente bereitzustellen; wobei die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit ferner konfiguriert sind, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von mindestens einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern, wobei die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit für eine Steuerung eines Zugriffs auf ein erstes Übertragungsmedium konfiguriert ist und die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit für eine Steuerung eines Zugriffs auf ein zweites Medium konfiguriert ist, das von dem ersten Medium verschieden ist.
Sender nach Anspruch 13, wobei die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert sind, um zumindest eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von einer Mediumzugriffssteuerung-Extent-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Sender nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Sender konfiguriert ist, um eine Vorbereitung von Fragmenten zur Übertragung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von der Vorbereitung von Fragmenten für die Übertragung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern.
Sender nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Sender in der Lage ist, die ersten Fragmente über den ersten physikalischen Kanal zu übertragen, wenn der zweite physikalische Kanal belegt ist.
Sender nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Bündelungseinheit für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen, ob die Datenübertragungskapazität des ersten physikalischen Kanals oder des zweiten physikalischen Kanals unter einer ersten Schwelle liegt, und auf der Basis der Bestimmung, dass die Kapazität des ersten oder des zweiten physikalischen Kanals unter der ersten Schwelle liegt, Durchführen mindestens eines der folgenden Schritte: Eliminieren des einen ersten oder zweiten physikalischen Kanals aus der Bündelung dergestalt, dass der Sender in einer Nicht-Bündelungs-Betriebsart arbeitet; Einleiten einer Reaktivierung eines ersten oder zweiten physikalischen Kanals; und Ersetzen des einen ersten oder zweiten physikalischen Kanals durch einen anderen physikalischen Kanal.
Empfänger, umfassend: einen ersten Eingang zum Empfangen von ersten Fragmenten eines von einem Sender zu dem Empfänger zu übertragenden Datenstroms von einem ersten physikalischen Kanal; einen zweiten Eingang zum Empfangen von zweiten Fragmenten des Datenstroms von einem zweiten physikalischen Kanal; eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente; eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente; und eine Bündelungseinheit, wobei die Bündelungseinheit konfiguriert ist, um mindestens die ersten und zweiten Fragmente zu einem einzigen Datenstrom zu kombinieren, wobei das Kombinieren in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht ist, wobei die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert sind, einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von zumindest einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern, wobei der Empfänger weiter so konfiguriert ist, dass der erste physikalische Kanal und der zweite physikalische Kanal kein gemeinsam benutztes Übertragungsmedium verwenden.
Empfänger nach Anspruch 18, ferner umfassend: einen Puffer zum Speichern mindestens eines Fragments der empfangenen ersten oder zweiten Fragmente, um Zeitverzögerungen, wenn der erste oder zweite Kanal durch einen anderen Sender belegt worden ist, zu kompensieren.
Empfänger nach Anspruch 19, wobei die Bündelungseinheit konfiguriert ist, um Folgendes durchzuführen: Empfangen einer Anforderung; Entkoppeln des einen ersten oder zweiten physikalischen Kanals aus der Bündelungseinheit auf der Basis der Anforderung; und Koppeln der Bündelungseinheit mit einem neuen physikalischen Kanal auf der Basis der Anforderung.
Empfänger nach einem der Ansprüche 18 bis 20, ferner umfassend: einen Puffer zum Puffern von über den ersten und zweiten physikalischen Kanal übertragenen Fragmenten, um eine Verzögerung bei der Übertragung zu kompensieren; einen Sequenzanalysator zum Analysieren von Identifikationen der Fragmente und zum Bestimmen von Positionen der Fragmente in dem Datenstrom; und wobei die Bündelungseinheit konfiguriert ist, die Fragmente auf der Basis der bestimmten Positionen der Fragmente zu aggregieren.
Kommunikationssystem, umfassend: einen Sender, wobei der Sender folgende Merkmale aufweist: einen ersten Eingang zum Empfangen eines zu übertragenden Datenstroms; eine Sender-Bündelungseinheit zum Fragmentieren des Datenstroms in mindestens erste und zweite Fragmente und zum Verteilen der Fragmente an eine erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit und eine zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit, wobei das Fragmentieren des Datenstroms in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht ist; wobei die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Segmente zu liefern; und die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert ist, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente zu liefern; wobei die erste und zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit ferner konfiguriert sind, um mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der ersten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von mindestens einem Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der zweiten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern, wobei die erste Mediumzugriffssteuerung-Einheit für eine Steuerung eines Zugriffs auf ein erstes Übertragungsmedium konfiguriert ist und die zweite Mediumzugriffssteuerung-Einheit für eine Steuerung eines Zugriffs auf ein zweites Medium konfiguriert ist, das von dem ersten Medium verschieden ist; einen Empfänger, wobei der Empfänger folgende Merkmale umfasst: einen zweiten Eingang zum Empfangen der ersten Fragmente des von dem Sender zu dem Empfänger übertragenen Datenstroms aus dem ersten physikalischen Kanal; einen dritten Eingang zum Empfangen der zweiten Fragmente des Datenstroms aus dem zweiten physikalischen Kanal; eine dritte Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die ersten Fragmente; und eine vierte Mediumzugriffssteuerung-Einheit zum Liefern mindestens eines Teils der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung für die zweiten Fragmente; eine Empfänger-Bündelungseinheit, wobei die Empfänger-Bündelungseinheit konfiguriert ist, um mindestens die ersten und zweiten Fragmente zu einem einzigen Datenstrom zu kombinieren wobei das Kombinieren in einer Unterschicht einer Mediumzugriffssteuerung-Schicht vorgesehen ist, die höher als eine Mediumzugriffssteuerung-Extent-Unterschicht ist, wobei die dritte und vierte Mediumzugriffssteuerung-Einheit konfiguriert sind, den mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der dritten Mediumzugriffssteuerung-Einheit unabhängig von dem mindestens einen Teil der Mediumzugriffssteuerung-Verarbeitung in der vierten Mediumzugriffssteuerung-Einheit zu liefern, wobei der Empfänger weiter so konfiguriert ist, dass der erste physikalische Kanal und der zweite physikalische Kanal kein gemeinsam benutztes Übertragungsmedium verwenden.