DE60028950T2

DE60028950T2 - Anordnung von lang- und kurz-übertragungskanälen

Info

Publication number: DE60028950T2
Application number: DE60028950T
Authority: DE
Inventors: Jan Lindskog; Jonas Olsson; Goran Malmgren; Gyorgy Miklos
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: EP1166503A2; JP2002541725A; CN1357185A; WO2000060796A3; EP1166503B1; CN100490402C; DE60028950D1; JP4617000B2; WO2000060796A2; AU4139300A

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der drahtlosen Kommunikation in einem lokalen Netzwerk (LAN), und insbesondere auf die Verwendung einer automatischen Wiederholungsanforderung (ARQ, Englisch: Automatic Repeat Request) zum Übermitteln von Empfangsstatusinformation von Protokolldateneinheiten (PDU, Englisch: Protocol Data Unit) zwischen einer sendenden Einheit und einer empfangenden Einheit in dem LAN, und zum Erleichtern der erneuten Übertragung von PDUs, wenn die erneute Übertragung erforderlich ist.
Hintergrund
Der neue Standard für drahtlose LAN Dienste ist bekannt als ETSI HIPERLAN Typ 2. Von der mit HIPERLAN Typ 2 einhergehenden, hohen Durchsatzfähigkeit wird erwartet, dass sie sowohl für bestehende Anwendungen als auch für neue Anwendungen neue Möglichkeiten eröffnet.
HIPERLAN Typ 2 verwendet ein Zeitmultiplexduplex- (TDD, Englisch: Time Division Duplex) Schema, bei dem ein Zugangspunkt (AP, Englisch: Access Point) und ein mobiles Endgerät (MT, Englisch: Mobile Terminal) verschiedene Zeitfenster über denselben Frequenzkanal verwenden, um miteinander zu kommunizieren.
1 veranschaulicht einen Bereich eines typischen HIPERLAN Typ 2 Systems, bei dem die APs mit dem Intranet des Betreibers verbunden sind. Die MTs können jedoch als drahtlose Netzwerkschnittstellenkarten (NICs, Englisch: Network Interface Cards) zu einem Personalcomputer (PC) dienen, oder sie können mobile Telefone sein. Jede der Zellen in dem HIPERLAN Typ 2, beispielsweise Zelle A und Zelle B, kann selbst konfigurierend sein, indem die AP in jeder Zelle automatisch unter Verwendung von Messungen, die es im Hinblick auf die Interferenzniveaus auf anderen Frequenzen ausgeführt hat und ebenso Messungen, die von den in der Zelle betriebenen MTs empfangen worden sind, die effektivsten Frequenzen auswählt.
Das von HIPERLAN Typ 2 benutzte Mediumszugangssteuerungs- (MAC, Englisch: Medium Access Control) Protokoll ist ein auf Reservierungen begründetes Protokoll. 2 bietet eine Übersicht über eine typische Datenrahmen- bzw. Framestruktur des MAC Protokolls. Wie gezeigt, enthält ein typischer MAC Datenrahmen einen Sammelaufrufsteuerungskanal (BCCH, Englisch: Broadcast Control Channel), einen Datenrahmensteuerungskanal (FCCH, Englisch: Frame Control Channel), einen Direktzugriffs-Rückkopplungskanal (RFCH, Englisch: Random Access Feedback Channel), einen Abwärtsverbindungs- (DL, Englisch: Downlink) Kanal (DLCH), einen Aufwärtsverbindungs- (UL, Englisch: Uplink) Kanal (ULCH) und einen Direktzugriffskanal (RACH, Englisch: Random Access Channel).
Unter der Annahme, dass ein MT authentifiziert worden ist und eine Verbindung zwischen dem MT und einem entsprechenden AP hergestellt worden ist, überwacht das MT den BCCH für Direktzugriffsmöglichkeiten (d.h. die Verfügbarkeit von Zeitfenstern). Das MT muss dann UL Ressourcen über den RACH anfordern. Danach bestätigt der AP die Anforderung und beginnt damit, UL Ressourcen für das MT zu disponieren, d.h. der Disponent bzw. das Steuerprogramm beginnt, UL Ressourcen für das MT zu reservieren. Der RFCH übermittelt an das MT Information, die das MT benutzen kann, um zu bestimmen, ob seine Anforderung für Ressourcen in dem RACH des vorhergehenden MAC Datenrahmens erfolgreich zu dem AP übertragen worden ist und von dem AP empfangen worden ist.
Beim Empfangen von DL Daten vom Netzwerk puffert der AP entweder die Daten und verzögert die Übertragung, wenn das MT gerade "schläft", oder das AP überträgt die Daten bei der nächsten möglichen Gelegenheit. Daten werden angekündigt, indem die MAC-ID des MT in den FCCH als Sammelruf abgesetzt werden. Der FCCH enthält auch die genaue Position (d.h. Zeitfenster) der Daten in dem DLCH.
Das MAC Protokoll unterstützt drei Datendienstmodi: Modus mit Bestätigung, Modus ohne Bestätigung und Wiederholungsmodus. Der Modus mit bestätigten Datendiensten bietet insbesondere fehlerfreie Ablieferung von Dienstdateneinheiten (SDU, Englisch: Service Data Units) sowohl in der UL- als auch der DL-Richtung, wobei der Sender die Fähigkeit aufweist, PDUs in Abhängigkeit von der Kanalqualität auszuschließen. Fehlerkorrektur wird erzielt durch Einsetzen von automatischen Wiederholungsanforderungs- (ARQ, Englisch: Automatic Repeat Request) Mechanismen, wobei ARQ PDU Empfangsstatusbestätigungen von der beabsichtigten Empfangseinheit an die sendende Einheit in einer umgekehrten Datenflussrichtung gesendet werden, wie der Fachmann auf dem Gebiet leicht einsehen wird.
Ferner werden entsprechend des MAC Protokolls Benutzerdaten in langen Transportkanälen (LCHs, Englisch: Long Transport Channels) gesendet, wohingegen Kurztransportkanäle (SCHs, Englisch: Short Transport Channels) verwendet werden zum Senden von ARQ PDU Empfangsstatusbestätigungen und auch anderen Nachrichten, wie Ressourcenanforderungsnachrichten, die die Anzahl der anhängigen PDUs in der UL Richtung für ein vorgegebenes MT widerspiegeln. Wie ein Fachmann auf dem technischen Gebiet leicht einsehen wird, kann ein NIC gleichzeitig mehrere Benutzerverbindungen unterstützen, wobei die SCHs und die LCHs für eine beliebige der vielen Verbindungen so ausgebildet ist, dass die SCHs vor den LCHs übertragen werden. Ferner werden die jeder Verbindung zugeordneten SCHs und die LCHs in dem UL- und DL-Kanal zusammengehängt, um eine PDU Kette (Englisch: PDU Train) auszubilden, die folgendes enthalten kann: einen SCH Bereich, ein LCH Bereichspaar, das im folgenden als ein SCH/LCH Paar bezeichnet wird, wobei der SCH Bereich eine oder mehrere SCHs enthalten kann und der LCH Bereich einen oder mehrere LCHs enthalten kann. Beispielsweise kann eine PDU Kette, die einem zwei Verbindungen unterstützenden NIC zugeordnet ist, wie folgt dargestellt werden: SCHs₁ – LCHs₁ – SCHs₂ – LCHs₂, wobei der Index "1" eine erste von zwei Verbindungen und der Index "2" eine zweite von zwei Verbindungen bezeichnet.
Eine DL oder UL PDU Kette wird durch die MT oder den AP decodiert und der PDU Empfangsstatus wird in einer ARQ Tabelle gespeichert. Basiert auf von dem Steuerprogramm bereitgestellten Möglichkeiten erzeugt das MT und/oder der AP eine ARQ Statusbestätigungsnachricht bzw. -Nachrichten, die den PDU Empfangsstatus in der ARQ Tabelle widerspiegeln. Die ARQ Nachricht wird bzw. die ARQ Nachrichten werden dann als eine SCH PDU bzw. als SCH PDUs zu dem Sender gesendet, und zwar über die UL, wenn der Sender die AP ist, oder über die DL, wenn der Sender ein MT ist. Der Sender analysiert dann die in der ARQ Nachricht enthaltene PDU Empfangsstatusinformation, und falls angemessen bzw. notwendig überträgt der Sender eine oder mehrere der nicht erfolgreich empfangenen PDUs erneut.
Eine kurze Verarbeitungszeit für die erneute Übertragung (RTT, Englisch: Retransmission Turnaround Time), wobei RTT die Menge der erforderten Zeit (beispielsweise ausgedrückt in der Anzahl der Datenrahmen) zum erneuten Übertragen einer PDU bezeichnet, ist aus vielen Gründen in höchstem Maße wünschenswert. Allgemein bedeutet eine kurze RTT kürzere Übertragungsverzögerungen und/oder zusätzliche Möglichkeiten für erneute PDU Übertragung für in Bezug auf die Verzögerung sensitive Anwendungen, wie Echtzeitvideo- oder Sprachanwendungen. Eine kurze RTT bedeutet auch eine schnellere Reaktion auf Veränderungen in der Kanalqualität. Es bedeutet auch eine Abnahme in den Speichererfordernissen.
Zum Erzielen einer kurzen RTT sollten sowohl die Zeitmenge, die zum Senden der ARQ Statusbestätigungsnachrichten erforderlich ist, als auch die Zeit, die für die Disponiereinheit zum Disponieren der erneuten Übertragung von beliebigen PDUs benötigt wird, minimalisiert werden. Das Minimalisieren der RTT hängt bis zu einem gewissen Ausmaß ab von der Reihenfolge, in der der DL und UL Kanal relativ zueinander in dem MAC Datenrahmen auftauchen. Beispielsweise kann der DLCH dem ULCH vorangehen. In diesem Fall ist es wünschenswert, die ARQ Statusbestätigung für DL Verkehr in demselben MAC Datenrahmen wie die DL Daten, denen er entspricht zu übertragen, um die RTT zu minimalisieren, wie in 3 veranschaulicht. In Bezug auf die ARQ Statusbestätigungen für UL Datenverkehr ist es wünschenswert, die ARQ Statusbestätigungsnachricht in dem DLCH für den allernächsten MAC Datenrahmen zu übertragen, wie in 4 veranschaulicht. In einem anderen Fall kann der ULCH dem DLCH vorausgehen. In diesem Fall trifft in Bezug auf die Übertragung der ARQ Statusbestätigung genau das Gegenteil zu.
Von den beiden oben beschriebenen Fällen ist es weit mehr bevorzugt, dass der DLCH dem ULCH in einem gegebenen MAC Datenrahmen vorausgeht. Der Grund dafür ist, dass jedes MT den FCCH, der dem BCCH in der MAC Datenrahmenstruktur nachfolgt, überwachen muss, wobei der FCCH Informationselemente enthält, die die Zusammensetzung des MAC Datenrahmens andeuten. Indem der DLCH vor dem ULCH angeordnet wird, kann ein MT alle einkommenden DL Daten puffern, während es den Inhalt des FCCH verarbeitet. Indem es dies so ausführt, kann die Verarbeitung der DL Daten verzögert werden, um zu bestimmen, wann die Übertragung auf der Aufwärtsverbindung beginnen soll. Das Gegenteil ist nicht möglich, wenn der ULCH vor dem DLCH angeordnet ist, weil die UL Übertragung nicht verzögert werden kann.
In dem in 4 dargestellten Szenario wird angenommen, dass die Zeitdauer, die den RACH, BCCH, FCCH und RFCH überdeckt, ausreichend ist, um die ARQ Statusbestätigungen für eine ARQ Implementierung in Hardware zu erzeugen. In Bezug auf den in 3 wiedergegebenen Fall ist es jedoch möglich, dass die Zeitdauer zwischen dem Empfang der letzten DL PDU und der Zeit, zu der die ARQ Statusbestätigungsnachricht in einen ULCH SCH PDU gesendet wird, nicht ausreichend sein kann. Insbesondere weil die Position eines SCH/LCH Paares in dem ULCH für eine gegebene Verbindung beliebig ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die erforderliche Zeit zum Erzeugen der entsprechenden ARQ Nachrichten nicht ausreichend ist. Wiederum tritt das entgegengesetzte Problem auf, wenn der ULCH während desselben MAC Datenrahmens vor dem DLCH angeordnet ist.
Derselbe Typ von Problem tritt auf in Bezug auf die Übertragung von inkorrekt empfangenen PDUs, die in der ARQ Statusbestätigungsnachricht angekündigt sind. Für den Fall, in dem der DLCH dem ULCH vorangeht, kann die Anwesenheit eines SCH eine ARQ Bestätigungsnachricht enthalten. Weil die Anordnung des SCH in dem DLCH in Bezug auf den LCH in dem ULCH beliebig ist, wenn der DLCH dem ULCH vorangeht, kann die Zeitenge nicht ausreichend sein, die für das MT zur Verfügung steht, um PDUs in dem DLCH zu decodieren, die ARQ Tabelle zu aktualisieren und falls notwendig ARQ Nachrichten zu erzeugen und erneut zu übertragen. Das entgegen gesetzte Problem kann auftreten, wenn der ULCH dem DLCH vorangeht, in Abhängigkeit davon, ob das Steuerprogramm die DL LCH PDUs am Anfang der DLCH Phase des Datenrahmens disponiert hat. Weil das Steuerprogramm nicht von dem Inhalt der in dem ULCH bei der Erzeugung des Datenrahmens zu sendenden ARQ Statusbestätigungsnachricht in Kenntnis ist, kann die Zeitmenge, die von dem AP benötigt wird, um PDUs in dem ULCH zu decodieren, die ARQ Tabelle zu aktualisieren und, falls notwendig, ARQ Nachrichten zu erzeugen und erneut zu übertragen, nicht ausreichend sein.
Nach der WO9911012 überträgt eine erste Einheit eine Gruppe von an eine zweite Einheit gerichtete Datenrahmen über ein drahtloses Kommunikationsmedium, wobei sie mit einem letzten Datenrahmen endet, der ein Ende der Gruppe der Datenrahmen anzeigt. Ein Datenrahmen von der übertragenen Gruppe wird von der zweiten Einheit empfangen. Ein Datenrahmen wird dann von der zweiten Einheit, die den Empfang eines Datenrahmens von der übertragenen Gruppe der Datenrahmen anzeigt, übertragen in Antwort auf den Empfang des letzten Datenrahmens an der zweiten Einheit oder dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls, vorzugsweise in Antwort auf das frühere (Ereignis) des Empfangs des letzten Datenrahmens an der zweiten Einheit und dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls, nach dem ersten Empfangen eines Datenrahmens von der übertragenen Gruppe der Datenrahmen an der zweiten Einheit. Die erste Einheit sieht vorzugsweise davon ab, die von der ersten Einheit an die zweite Einheit adressierte Datenrahmen zu übertragen bis der Datenrahmen, der den Empfang eines Datenrahmens von der übertragenen Gruppe von Datenrahmen an der ersten Einheit anzeigt, empfangen worden ist. Vorzugsweise wird ein einziger Datenrahmen übertragen, um den Empfang aller Datenrahmen von der übertragenen Gruppe von bei der zweiten Einheit empfangenen Datenrahmen anzuzeigen. Vorzugsweise weist die zweite Einheit einen aktiven Modus auf, in dem die zweite Einheit kontinuierlich betreibbar ist, um von der Station übertragene Datenrahmen zu empfangen, und einen Bereitschaftsmodus, in dem die zweite Einheit intermittierend betreibbar ist, um von der Station übertragene Datenrahmen zu empfangen, um dabei weniger Leistung als in dem aktiven Modus zu verbrauchen, und der Datenrahmen, der den Empfang eines Datenrahmens anzeigt, fordert den Bereitschaftsmodus an. In Antwort auf den Empfang der Anforderung kann ein Datenrahmen von der ersten Einheit zu der zweiten Einheit kommuniziert werden, der der zweiten Einheit befiehlt, in den aktiven Modus oder in den Bereitschaftsmodus zu gehen.
In EP0707394 wird stattdessen ein SR (selektive Wiederholung, Englisch: Selective Repeat) ARQ System mit begrenztem Pufferspeicher realisiert, indem ein Teil des Benutzerdatenbereichs modifiziert wird. Eine Übertragungsseite modifiziert einen Teil eines Benutzerdatenbereichs in einem Datenrahmen, so dass der sich um mindestens ein Bit von dem entsprechenden Teil eines Datenrahmens mit der gleichen Datenrahmennummer, wie die eines laufenden Datenrahmens in einem vorhergehenden Modulo, unterscheidet, und eine Empfängerseite vergleicht den Teil eines Benutzerdatenbereichs mit dem entsprechenden Teil eines Datenrahmens mit derselben Datenrahmennummer wie die eines laufenden Datenrahmens in einem vorhergehenden Modulo. Wenn sie übereinstimmen, beachtet die Empfängerseite den empfangenen Datenrahmen nicht, wenn er ein erneut übertragener Datenrahmen ist, der schon einmal korrekt empfangen worden ist, und wenn sie nicht übereinstimmen, nimmt die Empfängerseite den empfangenen Datenrahmen. Vorzugsweise ist der Teil einer Benutzerdatenfläche der Bereich des letzten Worts in einem Nutzerdatenbereich in einer Datenrahmenstruktur.
Zusammenfassung der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung wird entsprechend des beigefügten unabhängigen Patentanspruchs 1 eine Datenträgerzugangssteuerungsdatenstruktur zur Verwendung in einem drahtlosen lokalen Netzwerk bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für einen Fachmann in dem technischen Gebiet leicht aus der folgenden schriftlich formulierten Beschreibung ersichtlich, wenn diese zusammen mit den Zeichnungen gelesen wird, für die gilt:
1 veranschaulicht einen beispielhaften Bereich eines typischen HIPERLAN Typ 2 Systems;
2 veranschaulicht eine typische Datenträgerzugangssteuerung (MAC, Englisch: Medium Access Control) Protokolldatenrahmenstruktur;
3 veranschaulicht die Erzeugung und Übertragung einer automatischen Wiederholungsanforderungs- (ARQ, Englisch: Automatic Repeat Request) Nachricht für eine DL PDU;
4 veranschaulicht die Erzeugung und Übertragung einer ARQ Nachricht für ein UL PDU;
5 veranschaulicht eine MAC Datenrahmenstruktur nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der ULCH dem DLCH nachfolgt; und
6 veranschaulicht eine MAC Datenrahmenstruktur nach einer alternativen Ausführungsform, wobei der DLCH dem ULCH nachfolgt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Um ein tiefes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu bieten, werden in der folgenden Beschreibung zum Zwecke der Erklärung und nicht als Beschränkung bestimmte Einzelheiten erläutert, wie bestimmte Datenrahmenprotokolle, Datenrahmenstrukturen, Techniken usw.. Es ist jedoch für einen Fachmann in dem technischen Gebiet offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen, ausgeführt werden kann. In anderen Fällen werden ausführliche Beschreibungen von allgemein bekannten Verfahren, Geräten und Datenrahmenstrukturen ausgelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht zu verschleiern.
Das Disponieren der LCH und SCH PDUs wird bereitgestellt auf der Grundlage einer Kenntnis einer gewünschten ARQ Antwortzeit. Dem entsprechend wird den MTs und den APs eine maximale Zeitmenge zur Verfügung gestellt, um ARQ Nachrichten zu erzeugen, wobei sie immer noch eine schnelle Antwortzeit erreichen. Für den mehr bevorzugten Fall, bei dem der DLCH dem ULCH vorangeht, kann allgemein die Menge der zum Erzeugen von ARQ Nachrichten zur Verfügung stehenden Zeit dadurch maximalisiert werden, dass man den SCH Bereich dem LCH Bereich in den einen oder mehreren LCH/SCH Paaren in dem ULCH des MAC Datenrahmens nachfolgen lässt. In dem weniger bevorzugten Fall, in dem der ULCH dem DLCH vorangeht, kann die Menge der zum Erzeugen von ARQ Nachrichten zur Verfügung stehenden Zeit dadurch maximalisiert werden, dass man den SCH Bereich auf den LCH Bereich in den einen oder mehreren LCH/SCH Paaren in dem DLCH des MAC Datenrahmens nachfolgen lässt.
Es sei angemerkt, dass sowohl der AP als auch die MTs, zur Zuordnungszeit, jede zusätzliche Verarbeitungsverzögerung sowohl für die Sende- als auch die Empfangsrichtung ankündigt. Diese Verzögerung wird in einer Anzahl von MAC Datenrahmen ausgedrückt. Daher definiert die zusätzliche Verarbeitungsverzögerung in der Senderichtung (d.h. bezeichnet durch d_tx,AP und d_tx,MT) die Anzahl der MAC Datenrahmen, bevor der Sender auf der Grundlage der Verarbeitung einer ARQ Nachricht nach dem Empfang der ARQ Nachricht PDUs übertragen kann. Die zusätzliche Verarbeitungsverzögerung in der Empfangsrichtung (d.h. bezeichnet durch d_rx,AP und d_rx,MT) definieren die Anzahl der MAC Datenrahmen, die der Empfänger abwarten muss, bevor er eine ARQ Nachricht, die auf den erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Empfang des PDUs folgt, erzeugen kann. Die "Rundlaufzeit" (Englisch: "Round-Trip Time") in der Richtung der Aufwärtsverbindung und der Abwärtsverbindung kann wie folgt durch die Anzahl der Datenrahmen ausgedrückt werden. RTTAufwärtsverbindung = dtx,MT + drx,AP + 1 RTTAbwärtsverbindung = drx,MT + dtx,AP + 1
In einer ersten beispielhaften Ausführungsform wird das Maximalisieren der zum Erzeugen einer ARQ Nachricht erforderlichen Zeitmenge, ohne die Antwortzeit anzutasten, durch eine MAC Protokolldatenstruktur erzielt, die einen ersten Kanal für Kommunikationsinformation von einer ersten Kommunikationseinheit zu einer zweiten Kommunikationseinheit enthält, wobei der erste Kanal eine Vielzahl von LCH/SCH Paaren enthält, wobei jedes LCH/SCH Paar einer entsprechenden Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist, wobei jedes der LCH/SCH Paare einen SCH Bereich zum Übermitteln von ARQ Nachrichten und einen LCH Bereich zum Übermitteln von Benutzerdaten enthält, und wobei der LCH Bereich dem SCH Bereich vorangeht. Die MAC Protokolldatenstruktur enthält auch einen zweiten Kanal zum Kommunizieren von Information von der zweiten Kommunikationseinheit zu der ersten Kommunikationseinheit, wobei der zweite Kanal dem ersten Kanal vorangeht, und der zweite Kanal eine Vielzahl von SCHs enthält, von denen jede eine ARQ Nachricht von der zweiten Kommunikationseinheit zu der ersten Kommunikationseinheit übermittelt.
In einer zweiten beispielhaften Ausführungsform wird das Maximalisieren der zum Erzeugen einer ARQ Nachricht erforderlichen Zeitmenge, ohne die Antwortzeit anzutasten, erreicht durch eine MAC Protokolldatenstruktur, die ein ULCH enthält, der wiederum ein LCH/SCH Paar enthält, das einer Verbindung zwischen einem AP und einem MT zugeordnet ist, wobei das LCH/SCH Paar einen SCH Bereich enthält, der ein oder mehrere SCHs enthält, die beispielsweise ARQ Nachrichten übermitteln, und wobei das LCH/SCH Paar ferner einen LCH Bereich enthält, der eine oder mehrere LCHs enthält, die Benutzerdaten übermitteln, und wobei der LCH Bereich dem SCH Bereich vorangeht. Zusätzlich enthält die MAC Protokolldatenstruktur einen DLCH, der dem ULCH vorangeht, wobei der DLCH ein SCH/LCH Paar enthält, das der Verbindung zwischen dem AP und dem MT zugeordnet ist, wobei das SCH/LCH Paar einen SCH Bereich enthält zum Übermitteln von, beispielsweise, ARQ Nachrichten, und einen LCH Bereich zum Übermitteln von Benutzerdaten, und wobei der SCH Bereich dem LCH Bereich vorangeht.
In einer dritten beispielhaften Ausführungsform wird das Maximalisieren der zum Erzeugen einer ARQ Nachricht erforderlichen Zeitmenge, ohne die Antwortzeit anzutasten, durch eine MAC Protokolldatenstruktur erreicht, die einen DLCH enthält, der ein LCH/SCH Paar enthält, das einer Verbindung zwischen einem AP und einem MT zugeordnet ist, wobei das LCH/SCH Paar einen einen oder mehrere LCHs zum Übermitteln von Benutzerdaten enthaltenden LCH Bereich und einen einen oder mehrere SCHs zum Übermitteln von ARQ Nachrichten enthaltenden SCH Bereich enthält, und wobei der LCH Bereich dem SCH Bereich vorangeht. Zusätzlich enthält die MAC Protokolldatenstruktur einen dem DLCH vorangehenden ULCH, wobei der ULCH ein der Verbindung zwischen dem AP und dem MT zugeordnetes SCH/LCH Paar enthält, wobei das SCH/LCH Paar einen SCH Bereich zum Übermitteln von ARQ Nachrichten und einen LCH Bereich zum Übermitteln von Benutzerdaten enthält, und wobei der SCH Bereich dem LCH Bereich vorangeht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geht der DLCH dem ULCH in der MAC Datenrahmenstruktur voraus, wie in 5 veranschaulicht. Nach der bevorzugten Ausführungsform belegt das Steuerungsprogramm allgemein in dem ULCH einen ARQ Rückmeldungsraum (Englisch: ARQ Feedback Space) (d.h. einen oder mehrere Zeitfenster), d_rx,MT Datenrahmen nach der Übertragung eines entsprechenden DL LCH PDU(s). In ähnlicher Weise belegt das Steuerprogramm einen ARQ Rückmeldungsraum (d.h. einen oder mehrere Zeitfenster) in dem DLCH, d_rx,AP Datenrahmen nach der Übertragung eines entsprechenden UL LCH PDU(s).
Ferner ist nach der bevorzugten Ausführungsform und mit besonderem Verweis auf den ULCH, wie in 5 veranschaulicht, der SCH Bereich 501 des einer vorgegebenen Verbindung zugeordneten LCH/SCH Paares, beispielsweise der Verbindung "A", so angeordnet, dass er dem LCH Bereich 503 nachfolgt. Indem dies so ausgeführt wird, ist zusätzliche Zeit für das MT verfügbar, um ARQ Statusbestätigungsnachrichten in dem vorliegenden MAC Datenrahmen zu erzeugen und letztendlich zu übertragen. Dies ist insbesondere wichtig im Hinblick auf die "zeitkritischen" Verbindungen (d.h. Verbindungen mit Antwortzeiten von d_tx,MT, die gleich null sind). Die für das MT infolge dieser Anordnung verfügbar gemachte zusätzliche Zeit ist mindestens gleich der Zeit, die der Erzeugung des entsprechenden LCH Bereichs 503 in dem ULCH zugeordnet ist.
In 5 wird das LCH/SCH Paar, das nur einer Verbindung (d.h. der Verbindung "A") zugeordnet ist, gezeigt. Jedoch kann, wie oben genannt, in einem einzigen MT ein NIC mehrere Verbindungen unterstützen. So kann der ULCH mehrere LCH/SCH Paare enthalten, wobei jedes mit einem anderen der mehreren bzw. multiplen Verbindungen zugeordnet ist. Nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reserviert das Steuerungsprogramm in dem ULCH die frühesten Zeitfenster für diejenigen LCH/SCH Paare, die den nicht-zeitkritischen Verbindungen (d.h. den Verbindungen mit einer Antwortzeit (d_rx,MT), die größer als null MAC Datenrahmen ist) zugeordnet sind. Daher können die letzteren Zeitfenster in dem ULCH für diejenigen LCH/SCH Paare reserviert werden, die den zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind, wobei die DL Daten, die diesen zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind, in dem DLCH des vorliegenden MAC Datenrahmens vorhanden sind. Folglich ist für das MT mehr Zeit verfügbar, um die DL PDUs zu decodieren, die ARQ Statustabelle zu aktualisieren und falls erforderlich ARQ Statusbestätigungsnachrichten zu erzeugen und PDUs erneut zu übertragen, insbesondere für zeitkritische Verbindungen.
Immer noch weiterhin nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reserviert das Steuerungsprogramm in dem ULCH Zeitfesnter für diejenigen LCH/SCH Paare, die den zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind, in einer solchen Art und Weise, dass die Reihenfolge, in der diese LCH/SCH Paare in dem ULCH auftauchen, die gleiche ist, wie die Reihenfolge, die den entsprechenden SCH/LCH Paaren in dem DLCH zugeordnet sind. Auf diese Weise, wenn beispielsweise die einem MT zugeordneten drei Verbindungen A, B und C als zeitkritische Verbindungen angenommen werden und die Reihenfolge, in der die entsprechenden SCH/LCH Paare in dem DLCH auftreten wie folgt ist: SCH/LCH_A – SCH/LCH_S – SCH/LCH_C, dann ist die Reihenfolge, in der die entsprechenden LCH/SCH Paare in dem ULCH auftreten: LCH/SCH_A – LCH/SCH_B – LCH/SCH_C. Wie ein Fachmann in dem technischen Gebiet leicht einsehen wird, vergrößert dies die Wahrscheinlichkeit weiter, dass für den AP und das MT ausreichend Zeit zur Verfügung stehen wird, um PDUs zu decodieren, die ARQ Statustabelle zu aktualisieren und falls erforderlich ARQ Statusbestätigungsnachrichten zu erzeugen und PDU(s) für zeitkritische Verbindungen erneut zu übertragen.
Mit Verweis nun auf den DLCH des vorliegenden, in 5 veranschaulichten MAC Datenrahmens geht der SCH Bereich 505 des der Verbindung "A" zugeordneten SCH/LCH Paares dem LCH Bereich 507 voran. Dies vergrößert die Zeitmenge, die das MT hat, um eine ARQ Nachricht von dem AP zu empfangen, um anzuzeigen, dass eine bestimmte PDU erneut übertragen werden sollte, und um falls erforderlich das PDU in dem ULCH des vorliegenden MAC Datenrahmens erneut zu übertragen.
Wenn die Bandbreite nur für die erneute Übertragung der PDUs disponiert wird, kann die Bandbreite unbenutzt sein. Jedoch für Gelegenheiten, bei denen UL Daten anhängig sind, wird das Steuerungsprogramm die Bandbreite nicht aufs Spiel setzen, in dem ULCH LCH PDUs belegt werden.
6 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die den weniger wahrscheinlichen Fall abdeckt, bei dem der ULCH dem DLCH in dem MAC Datenrahmen vorangeht. Nach dieser alternativen Ausführungsform belegt das Steuerungsprogramm allgemein einen ARQ Rückmeldungsraum (d.h. einen oder mehrere Zeitfenster) in dem DLCH, d_rx,AP Datenrahmen nach der Übertragung eines entsprechenden UL LCH PDU(s). In ähnlicher Weise belegt das Dienstprogramm einen ARQ Rückmeldungsraum (d.h. einen oder mehrere Zeitfenster) in dem ULCH, d_rx,MT Datenrahmen nach der Übertragung eines entsprechenden DL LCH PDU(s).
Weiterhin nach dieser alternativen Ausführungsform und mit spezifischem Verweis auf den in 6 veranschaulichten DLCH ist der SCH Bereich 601 des einer gegebenen Verbindung zugeordneten LCH/SCH Paars, beispielsweise die Verbindung "B", so angeordnet, dass sie dem LCH Bereich 603 nachfolgt. Indem dies so ausgeführt wird, ist während des vorliegenden MAC Datenrahmens für den AP zusätzliche Zeit verfügbar, um ARQ Statusbestätigungsnachrichten zu erzeugen und letztendlich an das MT zu übertragen. Wiederum ist dies besonders wichtig im Hinblick auf "zeitkritische" Verbindungen. Die für den AP verfügbar gemachte zusätzliche Zeit ist als ein Ergebnis dieser Anordnung mindestens gleich der Zeit, die der Erzeugung des entsprechenden LCH Bereichs 603 in dem DLCH zugeordnet ist.
Der DLCH kann selbstverständlich mehrere LCH/SCH Paare enthalten, wobei jedes einer anderen Verbindung zwischen dem AP und dem MT entspricht. Nach der alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reserviert das Steuerungsprogramm die frühesten Zeitschlitze in dem DLCH für diejenigen LCH/SCH Paare, die den nicht-zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind. Auf diese Weise können die letzteren Zeitfenster in dem DLCH für diejenigen LCH/SCH Paare reserviert werden, die den zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind, wobei die diesen zeitkritischen Verbindungen zugeordneten UL Daten in dem ULCH des vorliegenden MAC Datenrahmens vorhanden waren. Folglicherweise ist für das AP mehr Zeit verfügbar, um UL PDUs zu decodieren, die ARQ Statustabelle zu aktualisieren und falls erforderlich ARQ Statusbestätigungsnachrichten zu erzeugen, insbesondere für die zeitkritischen Verbindungen.
Mit spezifischem Verweis nun auf den in 6 veranschaulichten ULCH, geht der SCH Bereich 605 eines jeden SCH/LCH Paars dem entsprechenden LCH Bereich 607 voran. Dies verringert selbstverständlich die für das AP verfügbare Zeitmenge, um eine ARQ Statusbestätigungsnachricht in dem ULCH zu decodieren und, falls erforderlich, die passende PDU an das MT in dem DLCH des vorliegenden MAC Datenrahmens erneut zu übertragen. Dies ist wiederum im Hinblick auf die "zeitkritischen" Verbindungen besonders wichtig.
Immer noch nach der alternativen Ausführungsform reserviert das Steuerungsprogramm in dem ULCH Zeitfenster für diejenigen SCH/LCH Paar, die den zeitkritischen Verbindungen zugeordnet sind, in einer solchen Art und Weise, dass die Reihenfolge, in der diese SCH/LCH Paare in dem DLCH auftreten, die gleiche ist, wie die den entsprechenden LCH/SCH Paaren in dem DLCH des vorhergehenden MAC Datenrahmens zugeordnete Reihenfolge. Wenn folglich beispielsweise Verbindungen D, E und F als zeitkritische Verbindungen angesehen werden und die Reihenfolge, in der die LCH/SCH Paare in dem DLCH des vorhergehenden MAC Datenrahmens auftreten, wie folgt ist: LCH/SCH_D – LCH/SCH_E – LCH/SCH_F, dann ist die Reihenfolge, in der die entsprechenden SCH/LCH Paare in dem ULCH des vorliegenden MAC Datenrahmens auftauchen, wie folgt: SCH/LCH_D – SCH/LCH_E – SCH/LCH_F. Wie ein Fachmann in dem technischen Gebiet leicht einsehen wird, vergrößert dies die Wahrscheinlichkeit weiter, dass wird für den AP und das MT ausreichend Zeit verfügbar sein, um PDUs zu decodieren, die ARQ Statustabelle zu aktualisieren, falls erforderlich ARQ Statusbestätigungsnachrichten zu erzeugen und PDUs für zeitkritische Verbindungen erneut zu übertragen.
Wenn Bandbreite nur für die erneute Übertragung von PDUs disponiert wird, kann Bandbreite unbenutzt sein. Jedoch für Gelegenheiten, wo DL Daten anhängig sind, wird das Steuerungsprogramm die Bandbreite nicht aufs Spiel setzen, indem DLCH LCH PDUs belegt werden. Weil dem Anbieter des AP die erforderliche Zeit wahrscheinlich sehr gut bekannt ist und weil das Steuerungsprogramm und die ARQ in derselben Einheit angeordnet sind, kann dieses Problem vermieden werden.
Es sei angemerkt, dass beispielhafte Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Anmeldung begrenzt sind. Die vorliegende Erfindung ist im Rahmen von spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden, um ihr Verständnis zu erleichtern. Die obigen Ausführungsformen sind jedoch veranschaulichend und nicht beschränkend. Es ist für den Fachmann in dem technischen Gebiet leicht einzusehen, dass Abweichungen von den oben gezeigten spezifischen Ausführungsformen ausgeführt werden können. Daher sollte die Erfindung nicht als auf die obigen Beispiele begrenzt angesehen werden, sondern sollte stattdessen als vollständig in Übereinstimmung mit dem Schutzumfang aufgrund der folgenden Patentansprüche angesehen werden.

Claims

Eine Datenträgerzugangssteuerungs-, im folgenden MAC (Englisch: Medium Access Control) bezeichnet, Protokoll-Datenstruktur zur Verwendung in einem drahtlosen LAN, wobei Benutzerdaten zwischen einer ersten Kommunikationseinheit und einer zweiten Kommunikationseinheit nach einem MAC Protokoll überführt werden, wobei die Datenstruktur umfasst: einen ersten Kanal zum Kommunizieren von Information von der ersten Kommunikationseinheit zu der zweiten Kommunikationseinheit, wobei der erste Kanal eine Vielzahl von Langkanal-, im folgenden als LCH (503) (Englisch: Long Channel) bezeichnet, Kurzkanal-, im folgenden als SCH (501) (Englisch: Short Channel) bezeichnet, Paare, wobei jedes LCH/SCH-Paar einer entsprechenden Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist, wobei jedes der LCH/SCH-Paare einen SCH-Bereich zum Übermitteln von automatischen Wiederholungsanforderungen, im folgenden als ARQ (Englisch: Automatic Repeat Request) bezeichnet, Mitteilungen und einen LCH-Bereich zum Übrmitteln von Benutzerdaten enthält, und wobei der LCH-Bereich dem SCH-Bereich vorangeht; und einen zweiten Kanal zum Kommunizieren von Information von der zweiten Kommunikationseinheit zu der ersten Kommunikationseinheit, wobei der zweite Kanal dem ersten Kanal in der MAC Protokoll-Datenstruktur vorangeht, wobei der zweite Kanal eine Vielzahl von SCHs (505) enthält, von denen jedes eine ARQ Nachricht von der zweiten Kommunikationseinheit zu der ersten Kommunikationseinheit übermittelt.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes einer ersten Anzahl von LCH/SCH Paaren im ersten Kanal und jedes einer ersten Anzahl der SCHs (505) im zweiten Kanal einer zeitkritischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 2, wobei die Reihenfolge der ersten Anzahl der LCH/SCH-Paare im ersten Kanal die gleiche wie die Reihenfolge der ersten Anzahl der entsprechenden SCHs (505) im zweiten Kanal ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 1, wobei der zweite Kanal ferner eine Vielzahl von SCH/LCH-Paaren umfasst und wobei jedes der ersten Anzahl der SCH/LCH-Paare im zweiten Kanal einer zeitkritischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 4, wobei die Reihenfolge der ersten Anzahl der SCH/LCH-Paare die gleiche wie die erste Anzahl der entsprechenden LCH/SCH-Paare in einem ersten Kanal eines vorangehenden MAC-Rahmens ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes einer zweiten Anzahl der SCH/LCH-Paare im zweiten Kanal einer nicht-zeitkritischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist und wobei die zweite Anzahl der SCH/LCH-Paare der ersten Anzahl der SCH/LCH-Paare im zweiten Kanal vorangeht.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes einer ersten Anzahl der LCH/SCH-Paare im ersten Kanal einer zeitkritischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist und wobei jedes einer zweiten Anzahl der LCH/SCH-Paare im ersten Kanal einer nicht-zeitkritischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kommunikationseinheit zugeordnet ist und wobei die zweite Anzahl der LCH/SCH-Paare der ersten Anzahl der LCH/SCH-Paare im ersten Kanal vorangeht.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kommunikationseinheit ein Zugangspunkt, im folgenden als AP (Englisch: Access Point) bezeichnet, ist, und wobei die zweite Kommunikationseinheit ein mobiles Endgerät, im folgenden als MT (Englisch: Mobile Terminal) bezeichnet, und wobei der erste Kanal ein Aufwärts-Verbindungkanal im folgenden als ULCH (Englisch: Uplink Channel) bezeichnet, ist und wobei der zweite Kanal ein Abwärtsverbindungskanal, im folgenden als DLCH (Englisch: Downlink Channel) bezeichnet, ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 8, wobei der DLCH eine Vielzahl von SCH/LCH-Paaren umfasst, wobei jedes einer Vielzahl von Verbindungen zwischen dem AP und dem MT zugeordnet ist und wobei der ULCH eine Vielzahl von LCH/SCH-Paaren, von denen jedes einem verschiedenen aus der Vielzahl der Verbindungen zwischen dem AP und dem MT zugeordnet ist, umfasst.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 9, wobei jedes der Vielzahl der LCH/SCH-Paare in der ULCH einem entsprechenden einen aus der Vielzahl der SCH/LCH-Paare in der DLCH zugeordnet ist, und wobei die Reihenfolge von jedem LCH/SCH-Paar in der ULCH die gleiche wie die Reihenfolge der entsprechenden SCH/LCH-Paare in der DLCH ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 9, wobei jedes der Vielzahl der SCH/LCH-Paare in der DLCH einem entsprechenden einem aus einer Vielzahl der SCH/LCH-Paare in einer ULCH eines vorangehenden MAC-Rahmens zugeordnet ist, und wobei die Reihenfolge von jedem LCH/SCH-Paar in dem ULCH eines vorangehenden MAC-Rahmens die gleiche wie die Reihenfolge der entsprechenden SCH/LCH-Paare in dem DLCH ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 9, wobei jedes aus einer ersten Anzahl der SCH/LCH-Paare in dem DLCH und jedes einer entsprechenden Anzahl von LCH/SCH-Paaren in dem ULCH einer verschiedenen zeitkritischen Verbindung zwischen dem MT und dem AP zugeordnet ist, und wobei jedes einer zweiten Anzahl der SCH/LCH-Paare in dem DLCH und jedes einer entsprechenden Anzahl von LCH/FCH-Paaren in dem ULCH einer verschiedenen nicht-zeitkritischen Verbindung zwischen dem MT und dem AP zugeordnet ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 12, wobei die Reihenfolge der LCH/SCH-Paare in dem den zeitkritischen Verbindungen zugeordneten ULCH die gleiche wie die Reihenfolge der entsprechenden SCH/LCH-Paare in dem den zeitkritischen Verbindungen zugeordneten DLCH ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 12, wobei die Reihenfolge der SCH/LCH-Paare in dem den zeitkritischen Verbindungen zugeordneten DLCH die gleiche wie die Reihenfolge einer entsprechenden Anzahl der LCH/SCH-Paare in einem ULCH eines vorhergehenden MAC-Rahmens ist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 12, wobei die LCH/SCH-Paare in dem den nicht-zeitkritischen Kanälen zugeordneten ULCH den LCH/SCH-Paaren in dem den zeitkritischen Verbindungen zugeordneten ULCH vorangeht.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 12, wobei die SCH/LCH-Paare in dem den nicht-zeitkritischen Kanälen zugeordneten DLCH den SCH/LCH-Paaren in dem den zeitkritischen Verbindungen zugeordneten DLCH vorangeht.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach Anspruch 12, wobei eine zeitkritische Verbindung eine Verzögerungserfordernis für erneutes Übertragen von Null (0) MAC Datenrahmen aufweist.
Die MAC Protokoll-Datenstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 17, wobei der LCH-Bereich (603) des Abwärtskanals dem SCH-Bereich (601) des Abwärtsverbindungskanals vorangeht und wobei der SCH- Bereich (605) des Aufwärtskanals dem LCH-Bereich (607) des Aufwärtskanals vorangeht.