DE202005014183U1 - Drahtlose Station für die Verwendung in einem Maschennetzwerk - Google Patents

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Abstract

Drahtlose Station (STA) für die Verwendung in einem Maschennetzwerk, die aufweist:
eine Verarbeitungsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, daß sie einen Medienzugriffssteuerungsrahmen (MAC-Rahmen) empfängt, verarbeitet und weiterleitet, wobei der MAC-Rahmen einen MAC-Anfangsblock mit einer Zugangsadresse, einen Rahmenkörper, eine Rahmenprüffolge und einen MAC-Anfangsblock mit einem Maschensteuerfeld mit einer Zugangsadresse aufweist; und
eine Quittierungsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, daß sie eine Quittung an die Zugangsadresse weiterleitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Senden einer Quittung (ACK) an einen Zugangsmaschenpunkt (IMP) in einem Maschennetzwerk und einem Medienzugriffssteuerungsrahmenformat (MAC-Rahmenformat).
  • Ein drahtloses lokales Maschennetzwerk (WLAN) ist ein drahtloses Netzwerk, das zwei oder mehr Maschenpunkte aufweist, die über drahtlose Verbindungen miteinander verbunden sind. Das Maschennetzwerk betreut typischerweise eine oder mehrere drahtlose Stationen (STAs) innerhalb des Betriebsbereichs des Maschennetzwerks. Ein Maschenpunkt ist jede Einheit innerhalb des Maschennetzwerks, die eine MAC- und physikalische Schicht- (PHY-) Schnittstelle zu einem drahtlosen Medium enthält und WLAN-Maschendienste unterstützt. Ein IMP ist ein Maschenpunkt, durch den Daten in das Maschen-WLAN eintreten, und ein Ausgangsmaschenpunkt (EMP) ist ein Maschenpunkt, durch den Daten das Maschen-WLAN verlassen. Von einer STA gesendete Daten werden von dem IMP durch das Maschen-WLAN an den EMP leitweggelenkt.
  • IEEE 802-11-Standards sind einige der Standards, welche das drahtlose Protokoll für ein Maschen-WLAN definieren. Gegenwärtige IEEE 802.11-Standards definieren einen quittierten Modus, der auf den unteren Schichten eine zuverlässigere Datenzustellung ermöglicht. Der aktuelle Quittierungsmechanismus funktioniert jedoch nicht in einem Maschennetzwerk, da viele Sprünge durch das Maschennetzwerk erforderlich sind, bevor Daten an das Ziel zugestellt werden.
  • In einem Maschen-WLAN kann eine Kommunikation zwischen einem IMP und einem EMP erforderlich sein. Wie in 2 gezeigt, enthält ein MAC-Rahmen nach bisherigem Stand der Technik während den vielen Sprungübertragungen keine IMP-MAC-Adresse. Daher ist der EMP nicht in der Lage, den IMP zu identifizieren und mit ihm zu kommunizieren. Es gibt in dem Maschen-WLAN keinen Mechanismus oder Rahmenformat zum Senden einer Quittung zwischen dem IMP und dem EMP. Dies schränkt die Zuverlässigkeit der Datenzustellung ernsthaft ein. Da es keinen ACK-Mechanismus zwischen dem IMP und dem EMP gibt, kann der IMP nicht wissen, ob die Daten durch das Maschennetzwerk von dem EMP korrekt empfangen wurden.
  • Eine drahtlose Station (STA) wird in einem Maschennetzwerk verwendet. Die STA hat eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung ist derart konfiguriert, daß sie einen Medienzugriffssteuerungsrahmen (MAC-Rahmen) empfängt, verarbeitet und weiterleitet. Der MAC-Rahmen weist einen MAC-Anfangsblock mit einer Zugangsadresse, einen Rahmenkörper, eine Rahmenprüffolge und einen MAC-Anfangsblock mit einem Maschensteuerfeld mit einer Zugangsadresse auf. Eine Quittierungsvorrichtung ist derart konfiguriert, daß sie eine Quittung an die Zugangsadresse weiterleitet.
  • Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
  • 1 ein Diagramm eines Maschen-WLAN ist, in dem die vorliegende Erfindung implementiert ist;
  • 2 ein Diagramm eines MAC-Rahmens nach bisherigem Stand der Technik ist;
  • 3 ein Signalisierungsdiagramm für die Übertragung von Daten und Quittungen zwischen einem IMP, einem EMP und dazwischen geschalteten Maschenpunkten gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 4 ein Diagramm eines Maschen-MAC-Rahmens gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 5 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Senden einer ACK an den IMP wie es gemäß der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Der Begriff "Station" (STA) umfaßt hier im weiteren ein Benutzergerät, eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "Maschenpunkt" einen Node B, eine Basisstation, eine Standortsteuerung, einen Zugangspunkt oder jede andere Art von Schnittstellenvorrichtung in einer drahtlosen Umgebung, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf alle drahtlosen Maschennetzwerke einschließlich IEEE 802.11, IEEE 802.11s, IEEE 802.15, IEEE 802.15.5 anwendbar, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • 1 ist ein Diagramm eines beispielhaften Maschen-WLAN 100, das acht (8) Maschenpunkte 1041 –1048 aufweist. In diesem Beispiel ist der Maschenpunkt 1044 ein IMP für die STA 102, und der Maschenpunkt 1042 ist ein EMP für die von der STA 102 gesendeten Daten.
  • Von der STA 102 gesendete Daten werden für den Internetzugang von einem Maschenpunkt 1044 durch die dazwischenliegenden Maschenpunkte in dem Maschen-WLAN 100 an einen anderen Maschenpunkt 1042 wegegeleitet. Innerhalb des Maschen-WLAN 100 können mehrere Datenwege eingerichtet werden. Als ein Beispiel werden durch die mit "A" und "B" bezeichneten durchgezogenen Linien in 1 zwei verschiedene Datenwege von dem IMP-Maschenpunkt 1044 zu dem EMP-Maschenpunkt 1042 dargestellt.
  • Wie vorher unter Bezug auf 2 erwähnt, ist ein Nachteil des 802.11-MAC-Rahmenformats, daß die IMP-Adresse bei einer Übertragung mit mehreren Sprüngen in dem MAC-Rahmen nicht enthalten ist. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem, indem die IMP-Adresse in den MAC-Rahmen 400 aufgenommen wird. Bezug nehmend auf 4 ist ein Diagramm eines Maschen-MAC-Rahmens 200 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der MAC-Rahmen 200 umfaßt einen MAC-Anfangsblock 204, einen Rahmenkörper 212 und ein Rahmenprüffolgenfeld (FCS-Feld) 214. Dieser Aspekt des MAC-Rahmenformats ist der gleiche wie nach bisherigem Stand der Technik, was die Rückwärtskompatibilität gewährleistet. Der MAC-Anfangsblock 204 umfaßt eine Rahmensteuerung, eine Dauer/ID, die Adresse 1, Adresse 2, Adresse 3, eine Abfolgensteuerung und die Adresse 4. Diese Elemente sind Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der MAC-Anfangsblock 204 jedoch ferner ein Maschensteuerfeld 202. Das Maschensteuerfeld 202 weist ein IMP-Adreßfeld 206 und ein EMP-Adreßfeld 208 auf. Der Empfangsmaschenpunkt erkennt den IMP 1044 und den EMP 1042 mit dem Maschensteuerfeld 202 und kann entsprechend dem IMP-Adreßfeld 206 eine ACK an den IMP 1044 oder einen anderen dazwischenliegenden Maschenpunkt senden. Es sollte bemerkt werden, daß das MAC-Rahmenformat in 4 als ein Beispiel zur Verfügung gestellt wird und das Maschensteuerfeld 202 an jeder Stelle in dem MAC-Rahmen 200 enthalten sein kann und die Länge der IMP- und EMP-Adreßfelder sich ändern kann.
  • In jedem Maschenpunkt ist eine Leitweglenkungsfunktion verfügbar, die es dem Maschenpunkt ermöglicht, auf der Basis der in dem Maschensteuerfeld 202 enthaltenen EMP-Adresse zu wissen, welcher Weg zum Leitweglenken der Daten verwendet wurde. Wenn der IMP 1044 eine ACK empfängt, kann der IMP 1044 die zugehörigen Daten in seiner Warteschlange verwerfen. Wenn der IMP 1044 eine Nicht-Quittung (NACK) empfängt, sendet der IMP 1044 die Daten erneut. Um jeglichen Pufferüberlauf zu vermeiden, sollte der IMP 1044 die Daten nach einer gewissen Zeitspanne (Zeitüberschreitung) aus seiner Warteschlange verwerfen, wenn der IMP 1044 weder eine ACK noch eine NACK von dem EMP 1042 empfängt.
  • 3 ist ein Signalisierungsdiagramm für die Übertragung eines Datenpakets entlang des Datenwegs "B" und einer ACK zwischen einem IMP (in diesem Beispiel dem Maschenpunkt 1044 ), einem EMP (in diesem Beispiel dem Maschenpunkt 1042 ) und dazwischenliegenden Maschenpunkten 1047 , 1048 , 1046 , 1043 (von denen der Einfachheit halber nicht alle in 3 gezeigt sind) gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Datenpaket wird von dem IMP 1044 durch die dazwischenliegenden Maschenpunkte 1047 , 1048 , 1046 , 1043 an den EMP 1042 weitergeleitet. Wie hier im weiteren im Detail beschrieben wird, enthält der MAC-Rahmen 200 in dem IMP-Adreßfeld 206 und dem EMP-Adreßfeld 208 sowohl IMP- 1044 als auch EMP- 1042 Adressen. Wenn die dazwischenliegenden Maschenpunkte 1047 , 1048 , 1046 , 1043 und der EMP 1042 ein Datenpaket erfolgreich empfangen, senden die dazwischenliegenden Maschenpunkte 1047 , 1048 , 1046 , 1043 und der EMP 1042 entweder eine ACK an den vorhergehenden dazwischenliegenden Maschenpunkt oder an den IMP 1044 . Es sollte bemerkt werden, daß 3 ein Beispiel ist, und null oder jede Anzahl von dazwischenliegenden Maschenpunkten zwischen dem IMP 1044 und dem EMP 1042 vorhanden sein kann. Außerdem können die dazwischenliegenden Maschenpunkte, die verwendet werden, um die ACK zu senden, die gleichen Maschenpunkte sein, über welche das Datenpaket weitergeleitet wird, oder es können andere Maschenpunkte sein.
  • Der Quittierungsmechanismus der vorliegenden Erfindung unterstützt die Datenzustellung über ein Maschen-WLAN sowohl über einen als auch mehrere Sprünge. Der Quittierungsmechanismus arbeitet in vier Betriebsarten: 1) EMP-an-IMP-Daten-Quittung für eine zuverlässigere Datenübertragung (z.B. FTP, HTTP); 2) Einsprung-Daten-Quittung für eine zuverlässige Datenübertragung; 3) kombinierte EMP-an-IMP- und Einsprung-Daten-Quittung für eine sehr zuverlässige Datenübertragung (z.B. Signalisierung); und 4) keine Quittung für hohen Durchsatz, Paketverlust-resistente, verzögerungsempfindliche Datenübertragung (z.B. Video/Audiostreaming).
  • In der ersten Betriebsart (EMP-an-IMP-Quittung) wird die Quittierung über alle Wege durchgeführt. Immer, wenn der EMP ein von dem IMP gesendetes Paket empfängt, sendet der EMP unter Verwendung der in dem empfangenen Paket enthaltenen IMP-Adresse eine ACK an Absender zurück.
  • In der zweiten Betriebsart (Einsprung-Quittung) wird die Quittierung an jedem Sprung zwischen dem sendenden Maschenpunkt und dem unmittelbar nächsten empfangenden Maschenpunkt durchgeführt.
  • Die dritte Betriebsart (kombinierte EMP-an-IMP-Quittung und Einsprung-Quittung) kombiniert die erste Betriebsart und die zweite Betriebsart.
  • In der vierten Betriebsart ist keine Quittung zwischen dem IMP und dem EMP erforderlich. Obwohl dies die Zuverlässigkeit der Datenzustellung beeinträchtigt, verringert es die Übertragungsverzögerung.
  • Ein neuer Rahmenunterdatentyp für das Rahmenunterdaten-Informationselement in dem Rahmensteuerfeld 210 (in 4 gezeigt) wird ebenfalls definiert, um anzuzeigen, daß der MAC-Rahmen 200 das IMP-Adreßfeld 206 und das EMP-Adreßfeld 208 enthält. Das Rahmensteuerfeld 210 kann auch darüber informieren, welche der weiter oben angegebenen Quittierungsbetriebsarten für dieses Datenpaket verwendet werden soll.
  • Für die erste und dritte der vier weiter oben angegebenen Quittierungsbetriebsarten ermöglicht das MAC-Rahmenformat, daß eine EMP-an-IMP-ACK über einen anderen Weg übertragen wird als den, der für die Übertragung des Datenpakets verwendet wurde. Um die Übertragungsverzögerung zu verringern, braucht der Sender vor dem Senden des nächsten Rahmens nicht auf den Empfang der ACK zu warten (d.h. Senden und Quittieren kann asynchron sein). In diesem Fall kann die Massen-ACK verwendet werden, um den Verkehr auf dem Netzwerk zu verringern. Eine ACK kann, abhängig von dem Verkehrspegel, auch absichtlich über andere Wege gesendet werden, um das Konkurrieren von ACKs mit Daten zu verringern. Dieser Mechanismus könnte für verzögerungsempfindliche und fehler tolerante Anwendungen, wie etwa Sprachanwendungen, verwendet werden.
  • 5 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens 300 zum Senden einer ACK an den IMP gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein MAC-Rahmen wird erzeugt, indem ein MAC-Anfangsblock an ein Datenpaket angehängt wird (Schritt 302). Der MAC-Anfangsblock enthält Felder für eine IMP-Adresse und eine EMP-Adresse. Der MAC-Rahmen wird entweder direkt oder über einen oder mehrere dazwischenliegende Maschenpunkte an den EMP weitergeleitet (Schritt 304). Der dazwischenliegende Maschenpunkt, falls vorhanden, und der EMP senden eine ACK für den erfolgreichen Empfang des Datenpakets an den IMP (Schritt 306).
  • Gemäß der Erfindung wird eine drahtlose Station (STA) in einem Maschennetzwerk verwendet. Die STA hat eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Verarbeitungsvorrichtung ist derart konfiguriert, daß sie einen Medienzugriffssteuerungsrahmen (MAC-Rahmen) empfängt, verarbeitet und weiterleitet. Der MAC-Rahmen weist einen MAC-Anfangsblock mit einer Zugangsadresse, einen Rahmenkörper, eine Rahmenprüffolge und einen MAC-Anfangsblock mit einem Maschensteuerfeld mit einer Zugangsadresse auf. Eine Quittierungsvorrichtung ist derart konfiguriert, daß sie eine Quittung an die Zugangsadresse weiterleitet.
  • Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben sind, kann jedes Merkmal oder Element allein, ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen, oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Claims (7)

  1. Drahtlose Station (STA) für die Verwendung in einem Maschennetzwerk, die aufweist: eine Verarbeitungsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, daß sie einen Medienzugriffssteuerungsrahmen (MAC-Rahmen) empfängt, verarbeitet und weiterleitet, wobei der MAC-Rahmen einen MAC-Anfangsblock mit einer Zugangsadresse, einen Rahmenkörper, eine Rahmenprüffolge und einen MAC-Anfangsblock mit einem Maschensteuerfeld mit einer Zugangsadresse aufweist; und eine Quittierungsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, daß sie eine Quittung an die Zugangsadresse weiterleitet.
  2. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Anfangsblock eine Rahmensteuerung enthält.
  3. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Anfangsblock eine Dauer/ID enthält.
  4. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Anfangsblock ein Adreßfeld enthält.
  5. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Anfangsblock mehrere Adreßfelder enthält.
  6. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Anfangsblock eine Abfolgesteuerung enthält.
  7. STA nach Anspruch 1, wobei der MAC-Rahmen ein Maschensteuerfeld enthält und das Maschensteuerfeld ein EMP-Adreßfeld eines Ausgangspunkts aus dem drahtlosen Maschennetzwerk enthält.
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