TWI444003B - 無線通信系統中傳送連鎖圖框方法及裝置 - Google Patents

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Description

無線通信系統中傳送連鎖圖框方法及裝置
本發明與無線通信系統有關，更特別的，本發明與在無線通信系統中進行連鎖訊框傳輸的方法與裝置有關。
隨著無線技術變得愈來愈進步以及可能存在的多種無線網路，無線區域網路(WLAN)也變得愈來愈普遍。舉例而言，一種傳統的無線區域網路可能是基於一種建構的基礎建設系統，其包含與無線裝置進行通信並在無線裝置之間安排訊務的基站。一種無線網路的傳統形式為隨意式網路，其中一無線裝置以點對點技術與一或多個額外的無線裝置進行通信，而無線裝置動態地與該網路連接或從該網路中斷。
做為該傳統系統結構與一隨意式網路的結合，一網狀點可以包含使用者裝置、終端、存取點(AP)與基站，這些都做為該無線系統中的網狀點(MP)。由於像是對於無線區域網路覆蓋延伸的低工作度、無線區域網路自我利用的低工作度與低複雜度，以及其高度錯誤容忍性與重複性，網狀網路已經在標準通信中獲得支持。
在網狀無線區域網路中，則透過IEEE 802.11鏈結進行一組兩個或多個的網狀點互連。每個在網狀網路上的網狀點都接收並傳輸其本身的訊務，同時做為其他裝置的安排者或接替點。
IEEE 802.11(無線相容性認證(WiFi))標準也具體指明對於非同步裝置部分的多重發佈支援。多重發佈封包包含將該相同封包遞送至多於一個目的地的群集位址。這對於當某些資料訊務的特定形式(例如串流服務)是由該網路中的某些點所預期接收的情況是特別有用的。
在無線區域網路系統中，多重發佈的目的地可能包含以下內容：具有該群集位元組的媒體存取控制(MAC)位址；具有一多重發佈目的地位址的一多重發佈媒體存取控制服務資料單元(MSDU)；具有一多重發佈接收器位址的一多重發佈媒體存取控制協定資料單元(MPDU)或控制訊框。因此，(在基礎建設模式中的)一存取點(AP)或是(在隨意模式中的)站台(STA)或客戶端便透過空中介面利用一多重發佈目的地位址傳輸訊框，其接著由已經訂閱此服務與多重發佈位址的該接收器所解碼。
無論如何，其需要在一無線通信系統中進行連鎖訊框的傳輸，並且不受到先前技術的限制。
本發明與在包括複數網狀點(MPs)的無線通信系統中進行連鎖訊框傳輸的方法與裝置有關。在一實施例中，一第一網狀點傳輸一資料串流至一第二網狀點，其中該資料串流被進一步傳輸至做為最後目的地的第三網狀點。該第二網狀點從該第一網狀點接收該資料串流。該第二網狀點傳輸一連鎖訊框至該第一與第三網狀點。
此後，與一無線傳輸/接收單元(WTRU)關連的網狀點包含但不侷限為一使用者配置、移動站、固定式或移動式的用戶單元、呼叫器或是任何具有在無線環境中操作能力的其他裝置形式。另外，與一基站關連的網狀點包含但不侷限為一節點B、位置控制器、存取點或是任何在無線環境中的其他介面裝置形式。
本發明的特徵可以整合於一積體電路(IC)之中，或是用於包括複數互連元件的電路之中。
第1圖顯示根據本發明所裝配的無線通信系統100。該無線通信系統包含複數網狀點110，其能夠彼此無線通信。
第2圖為在一無線通信系統中用於傳輸資料的先前技術發信圖示200。該先前技術發信圖示200描繪彼此傳輸信號的網狀點1、網狀點2與網狀點3。特別是，首先由網狀點3傳輸網狀點1與網狀點2所預定的資料(210)。該網狀點1傳輸一請求發送(RTS)資料信號至網狀點2(220)。該網狀點2傳輸一清除發送(CTS)資料信號至網狀點1(230)。該網狀點1接著傳輸其資料(240)，而網狀點2便告知接收(ACK)該資料(250)。
當此傳送完成，網狀點2傳輸一請求發送資料信號至網狀點1(260)以從網狀點3傳輸該資料(210)。該網狀點1傳輸一清除發送資料信號至網狀點2(270)。該網狀點2傳輸從網狀點3所接收的資料至網狀點1(280)，而網狀點1便告知接收該資料(290)。
第3圖為根據本發明所裝配的網狀點110功能塊狀圖。
一典型網狀點除了包含該列名元件外，該網狀點110’還包含用以傳輸並接收單一發佈、多重發佈或廣佈連鎖信號的處理器115、與該處理器115通信的接收器116、與該處理器115通信的傳輸器117、與該處理器115通信的記憶體119，以及與該接收器116及該傳輸器117通信以促進與該網狀點110’之間無線資料傳輸與接收的天線118。
第4圖顯示根據本發明的連鎖訊框結構400。該連鎖訊框結構400包含一訊框控制欄位410、期間/識別欄位420、位址1欄位(430)、位址2欄位(440)、訊框描述欄位450、載荷460以及一訊框監測值(FCS)470。該載荷460可進一步包含複數子訊框。
該訊框控制欄位410包含一連鎖訊框。該連鎖訊框包含對於哪些網狀點可能包含像是請求發送、清除發送、告知接收信號、管理資訊或是資料資訊等等的控制資訊。此外，該連鎖訊框可以進行編碼。舉例而言，可以使用單一秘鑰編碼的方式對該完整訊框進行編碼。在此情況中，該編碼訊框可以由定址的單一發佈網狀點(例如，成偶秘鑰(pair－wise key))或在該定址多重發佈群集中的所有網狀點(例如，群集秘鑰)所解碼。
替代的，該訊框標頭可以不進行編碼。在此情況中，該個別連鎖訊框應該以一單一發佈秘鑰(成偶秘鑰)或是多重發佈或多播秘鑰(群集秘鑰)所編碼。
該期間/識別欄位420包含在IEEE 802.11期間欄位中所一般包含的期間資訊。此期間則與該訊框的完整期間相關。
該位址1欄位(430)指明該接收器位址，其可以為單一發佈或多重發佈形式，而該位址2欄位(440)指明該傳輸器位址，其為單一發佈位址。
該訊框描述欄位450包含與該載荷460有關的資訊。舉例而言，該訊框描述欄位450可以列出該特定訊框400所傳輸的接收器、該載荷460的長度，以及其位置與期間與子訊框的形式。
該訊框監測值470則驗證資料的整合性。舉例而言，如果在該子訊框1－n中的資訊能夠由在該無線通信系統100中的任何網狀點110所解碼，則該訊框監測值470便可以只包含於該訊框400的結束處。替代的，每個子訊框的訊框監測值可以在並非所有的子訊框1－n都能夠由該無線通信系統100中的任何網狀點110所解碼的情況中所使用。
如在以上所討論的，該載荷460可以包含複數子訊框，像是子訊框1(461)、子訊框2(465)與子訊框n(471)。該子訊框為與該訊框控制形式相關的資料、控制或管理子訊框之一，而每個子訊框的位置則如以上討論在該訊框描述欄位450中描述。為了範例的目的，子訊框1(461)為包含像是通知請求發送、清除發送、告知接收的信號資訊。更特別的，該控制子訊框包含一網狀點識別欄位462、與以上敘述的該訊框控制欄位410大致相同的訊框控制欄位463，以及與該訊框監測值470大致相同的訊框監測值欄位464。
該子訊框2(465)一種連鎖資訊子訊框，其可以包含用於由該網狀點識別欄位466所指明網狀點的使用者訊務、指明原始網狀點單一發佈位址的傳送者位址(SA)欄位467、長度欄位468、媒體存取控制(MAC)服務資料單元(MSDU)欄位469以及與該訊框監測值470相同的訊框監測值欄位472。
應該注意的是可以使用在任一該標頭中或該子訊框中的任意結合訊框監測值欄位。此外，訊框監測值欄位也可以在本發明的替代實施例中使用。
該網狀點識別欄位462與466指明該子訊框接收器位址，其可以是次一目的位址或是最終目的地位址，並可以是單一發佈或多重發佈的形式。此外，在多重發佈傳輸中，每個網狀點110可以獨特地利用一網狀點識別定義一鄰近網狀點，其具有的記憶體則少於像是媒體存取控制位址中典型識別器所需要的6位元組。
第5圖為根據本發明利用單一發佈訊框連鎖而彼此進行通信的複數網狀點110(標註為網狀點110’、網狀點110”與網狀點110''')發信圖示500。該網狀點110'''從訊務串流2(TS2)傳輸資料至該網狀點110’(510)。該網狀點110’的接收器116透過該天線118接收該訊務串流2的資料，並將訊務串流2遞交至該處理器115。該處理器115可以在該記憶體119中儲存該訊務串流2，以進行再次傳輸。該網狀點110’的接收器116接著透過該天線118從網狀點110”接收訊務串流1(TS1)的請求發送信號(520)，並將訊務串流1的請求發送信號遞送至該處理器115。
該網狀點110’的處理器115接著識別在該訊務串流1請求發送信號中的網狀點110”，並為了訊務串流2與該次一目的位址進行比較。據此，該網狀點110’識別網狀點110”做為該訊務串流2資料的預期接受者。因為該訊務串流2資料已經由該網狀點10’所接收，該網狀點110’的處理器115便更新一清除發送回應，以包含完成該訊務串流1資料傳輸/接收的所需時間，以及在該傳輸終止處於該連鎖訊框中傳送該訊務串流2的所需時間。
該網狀點110’的處理器115透過該傳輸器117與該天線118，傳輸用於訊務串流1的清除發送信號至網狀點110”(530)。該網狀點110”接收用於訊務串流1的清除發送(530)，並將該訊務串流1資料傳輸至該網狀點110’(540)。該接收器116透過該天線118接收該訊務串流1資料，並將其遞送至該處理器115。
在傳輸用於該訊務串流1資料的告知接收之前，該處理器115將該告知接收之控制信息與包含預期用於網狀點110”資料訊務串流2的資料子訊框連接(550)。該處理器115接著透過該傳輸器117與該天線118傳輸該連鎖訊框。如果該資料訊務串流2是預先儲存於該網狀點110’的記憶體119中，則該處理器115從該記憶體119取得該資料訊務串流2，並將其傳輸至該網狀點110”。據此，該告知接收信號與該資料訊務串流2信號便在從該網狀點110’傳輸至該網狀點110”的單一資料之中連接。網狀點110”利用分別偵測在該網狀點識別欄位462與466中的識別方式，確認由該網狀點110’所傳輸控制子訊框與資料子訊框中的資訊是否是本身所預期的。
第6圖為根據本發明利用多重發佈控制子訊框連鎖而彼此進行通信的網狀點110(標註為網狀點110’、網狀點110”與網狀點110''')發信圖示600。該網狀點110”傳輸用於訊務串流1的請求發送至網狀點110’(610)。該網狀點110’的接收器透過該天線118接收來自於網狀點110”用於訊務串流1的請求發送(610)，並將其遞送至該處理器115。
該網狀點110’的處理器115透過該傳輸器117與該天線118傳輸用於訊務串流1的清除發送信號至該網狀點110”(620)。該清除發送包完成該訊務串流1資料傳輸/接收的所需時間，以及在該訊務串流1資料傳輸終止處傳輸該訊務串流2的所需時間。
該網狀點110”接收用於訊務串流1的清除發送(620)，並將該資料訊務串流1傳輸至該網狀點110’(630)。該網狀點110’的接收器116透過該天線118接收該傳輸資料訊務串流1(630)，並將其遞送至該處理器115。該處理器115可以在該記憶體19中儲存該資料訊務串流1，以進行再次傳輸。
該處理器115接著透過該傳輸器117與該天線118，將一多重發佈連鎖訊框傳輸至所網狀點110”與110'''兩者(640)。該多重發佈連鎖訊框包含一控制子訊框，其在該控制子訊框461的網狀點識別欄位中識別網狀點110”並包含用於網狀點110”的告知接收訊務串流1，該多重發佈連鎖訊
框也包含一控制子訊框，其在該控制子訊框的網狀點識別欄位中識別網狀點110'''並包含至網狀點110'''的請求發送訊務串流1。該網狀點110”與110'''分別接收該傳輸的多重發佈連鎖訊框，並將該訊框主體解碼，並透過在該控制子訊框中的獨特網狀點識別(462)確認其本身可應用哪個控制子訊框。據此，用於該網狀點110”的控制子訊框與用於該網狀點110'''的控制子訊框可以結合在來自於該網狀點110’的單一連鎖訊框之中。此外，該連鎖訊框的訊框主體可以包含加密，以使其只能夠由在該多重發佈群集中該傳輸網狀點110’所定址的所有網狀點110讀取。
第7圖為根據本發明利用多重發佈控制與資料子訊框連鎖而彼此進行通信的網狀點(標註為網狀點110’、網狀點110”與網狀點110''')發信圖示700。該網狀點110”傳輸資料訊務串流1至該網狀點110’(710)。該網狀點110’的接收器透過該天線118接收來自於網狀點110”用於訊務串流1的請求發送(610)，並將其遞送至該處理器115。該處理器115可以在該記憶體19中儲存該資料訊務串流1，以進行再次傳輸。
該處理器115接著透過該傳輸器117與該天線118，將一多重發佈連鎖訊框傳輸至所網狀點110”與110'''兩者(720)。該多重發佈連鎖訊框(720)包含一控制子訊框，其在該控制子訊框的網狀點識別欄位中識別網狀點110”並包含用於網狀點110”的告知接收訊務串流1，該多重發佈連鎖訊框也包含一資料子訊框，其在該資料子訊框的網狀點識別欄位中識別網狀點110'''並包含至網狀點110'''的資料訊務串流1。
該網狀點110”與110'''分別接收該傳輸的多重發佈連鎖訊框，並將該訊框主體解碼，並透過在該控制子訊框中的獨特網狀點識別(462)或在該資料子訊框中的網狀點識別(466)確認其本身可應用哪個子訊框。據此，用於該網狀點110”的控制子訊框與用於該網狀點110'''的資料子訊框可以結合在來自於該網狀點110’的單一連鎖訊框之中。此外，該連鎖訊框的訊框主體可以包含加密，以使其只能夠由在該多重發佈群集中該傳輸網狀點110’所定址的所有網狀點110讀取。
本發明也可以實作於任何要求型式的無線通信系統之中。藉由範例，本發明可以實作於802形式系統的任何形式中，包含但不侷限於802.11、802.15或802.16，或是任何其他形式的無線通信系統。本發明也可以實作為在一處理器上落一積體電路上所執行的應用，像是特殊用途超大型積體電路(ASIC)、複合積體電路、邏輯可編程閘陣列(LPGA)、複合邏輯可編程閘陣列、離散元件或是積體電路、邏輯可編程閘陣列、與離散元件的組合。
雖然本發明的特徵與元件已經以特定結合的方式於較佳實施例中敘述，每個特徵或元件也可以單獨使用(不與該較佳實施例的其他特徵及元件一起)，或是與本發明的其他特徵及元件進行一起或分離的不同結合。
100．．．無線通信系統
116．．．接收器
117．．．傳輸器
118．．．天線
400．．．連鎖訊框結構
467．．．傳送者位址欄位
462、466．．．網狀點識別欄位
464、470、472．．．訊框監測值
469．．．媒體存取控制服務資料單元欄位
110、110’、110”、110'''．．．網狀點
200、500、600、700．．．發信圖示
上述摘要與對本發明較佳實施例的後續詳細敘述將由參考其附加圖示得到較佳瞭解，其中：第1圖顯示根據本發明所裝配的無線通信系統；第2圖為在在一無線通信系統中用於傳輸資料的先前技術發信圖示；第3圖為根據本發明所裝配的網狀點功能塊狀圖；第4圖顯示根據本發明的連鎖訊框結構；第5圖為根據本發明利用單一發佈訊框連鎖而彼此進行通信的網狀點發信圖示；第6圖為根據本發明利用多重發佈控制子訊框連鎖而彼此進行通信的網狀點發信圖示；以及第7圖為根據本發明利用多重發佈控制與資料子訊框連鎖而彼此進行通信的網狀點發信圖示。
700．．．發信圖示
MP．．．網狀點
TS1．．．訊務串流1

Claims (18)

  1. 一種用以在一第一網狀點中實施傳輸連鎖訊框的方法，用於具有複數網狀點(MPs)的無線通信，該方法包括：自一第二網狀點接收一資料串流，其中該資料串流是意欲被進一步傳輸至做為一最後目的地的一第三網狀點；以及傳輸一多播連鎖訊框至該第二與第三網狀點，其中該多播連鎖訊框包括選自由：資料、控制與管理所組成之群組的一或多個子訊框，其中該多播連鎖訊框包括加密。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該控制子訊框包含一網狀點識別欄位、訊框控制欄位以及一訊框監測值(FCS)欄位。
  3. 如申請專利範圍第2項的方法，其中該網狀點識別欄位識別該接收器網狀點、該訊框控制欄位包含控制資訊，而該訊框監測值欄位驗證該資料串流的完整性。
  4. 如申請專利範圍第3項的方法，其中該控制資訊包含請求發送(RTS)、清除發送(CTS)或告知接收(ACK)。
  5. 如申請專利範圍第4項的方法，其中該多播連鎖訊框包含傳輸至該第二網狀點的一控制子訊框與傳輸至該第三網狀點的一控制子訊框。
  6. 如申請專利範圍第5項的方法，其中傳輸至該第二網狀點的該控制子訊框包含一告知接收信號，而傳輸至該第三網狀點的該控制子訊框包含一請求發送信號。
  7. 如申請專利範圍第5項的方法，其中指向該第二網狀點的 該控制子訊框是藉由該控制子訊框中的該網狀點識別欄位中的其識別而為可偵測的，而指向該第三網狀點的該控制子訊框是藉由該控制子訊框中的該網狀點識別欄位中的其識別而為可偵測的。
  8. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該網狀點識別欄位識別一接收器網狀點，一傳送者位址欄位確認該來源網狀點，一長度欄位識別該資料串流長度，一媒體存取控制服務資料單元欄位確認一多播目的地位址，而一訊框監測值欄位驗證該資料串流完整性。
  9. 如申請專利範圍第8項的方法，其中該第二網狀點傳輸一控制子訊框與一資料子訊框至該第三網狀點。
  10. 如申請專利範圍第9項的方法，其中該資料子訊框包含來自該第二網狀點的資料串流。
  11. 如申請專利範圍第1項的方法，其中該多播連鎖訊框包含傳輸至該第二網狀點的一控制子訊框與傳輸至該第三網狀點的一控制子訊框。
  12. 如申請專利範圍第11項的方法，其中該控制子訊框包含對於該第二網狀點的一告知接收信號，而該資料子訊框包含來自該第二網狀點的資料串流。
  13. 一種網狀點(MP)，包括：一接收器；一傳輸器；以及 一處理器，其與該接收器與該傳輸器通信，其中該處理器是用以傳輸一多播連鎖訊框至該無線通信系統中的複數網狀點；以及其中該多播連鎖訊框包含加密以及包含一控制子訊框、一管理子訊框與一資料子訊框中至少其中之一，其識別該無線通信系統中的至少另一網狀點。
  14. 如申請專利範圍第13項的網狀點，更包括與該處理器通信的一記憶體。
  15. 如申請專利範圍第13項的網狀點，更包括與該接收器與該傳輸器通信的一天線。
  16. 一種積體電路，在包括複數網狀點的無線通信系統中，各網狀點都包含一積體電路(IC)，其包括：一接收器；一傳輸器；以及一處理器，其與該接收器與該傳輸器通信，其中該處理器是配置以傳輸一多播連鎖訊框至該無線通信系統中的複數網狀點；以及其中該多播連鎖訊框包含加密以及包含一控制子訊框、一管理子訊框與一資料子訊框中至少其中之一，其識別該無線通信系統中的至少另一網狀點。
  17. 如申請專利範圍第16項的積體電路，更包括與該處理器通 信的一記憶體。
  18. 如申請專利範圍第16項的積體電路，更包括與該接收器與該傳輸器通信的一天線。
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