Способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной локальной сети (lan)

Предлагается способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной локальной сети. Техническим результатом является обеспечение возможности высокопроизводительным станциям и традиционным станциям с различными пропускными способностями передачи обращаться к среде на равных основаниях в среде беспроводной локальной сети (LAN), где эти станции сосуществуют, благодаря чему воплощается способ прослушивания несущей. Для этого способ включает в себя этапы, на которых: получают параметры передачи передающей станции из кадра передачи данных, принятого от передающей станции; ищут в принимающей станции параметры передачи, которые соответствуют полученным параметрам передачи передающей станции; определяют скорость передачи кадра контрольного отклика согласно параметрам передачи принимающей станции, если параметры передачи, соответствующие параметрам передачи передающей станции, найдены в принимающей станции, и определяют максимальную скорость из набора базисных скоростей передачи как скорость передачи кадра контрольного отклика, если параметры передачи, соответствующие параметрам передачи передающей станции, не найдены в принимающей станции. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Способы, совместимые с настоящим изобретением, относятся к определению скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной локальной сети (LAN).

Уровень техники

В средах беспроводных LAN используется протокол управления доступом к среде передачи данных (МАС) в механизме множественного доступа с прослушиванием несущей/избежания столкновений (конфликтов) (CSMA/CA). Механизм CSMA/CA разработан для избежания столкновений путем передачи сигнала, когда нет передач данных по кабелю сети, и отправки данных только после того, как подтверждается, что этот сигнал передается без столкновений.

Механизм CSMA/CA работает следующим образом: терминал пытается прослушать несущую, указывающую, что другой терминал уже передает данные, и, если несущая прослушивается, терминал ожидает случайный период времени. После этого случайного периода времени терминал пытается снова прослушать несущую. Если никакие несущие не прослушиваются, терминал начинает отправку данных.

В механизме CSMA/CA прослушивание несущей выполняется с помощью как физического прослушивания несущей, так и виртуального прослушивания несущей. Физическое прослушивание несущей выполняется на физическом уровне (PHY), который распознает, превышает ли принимаемая мощность заранее заданный уровень, и сообщает уровню МАС, «занята» среда или «свободна», на основе результата прослушивания.

При виртуальном прослушивании несущей, если блок данных протокола МАС (MPDU) может быть правильно выделен из принятого блока данных пакета PHY (PPDU), интерпретируется «поле Длительности/ИД», которое является одним из полей заголовка в MPDU. Если результат интерпретации указывает, что среда «занята», среда рассматривается как «занятая» на период времени, в течение которого ожидается, что среда используется. Как описано выше, «занята» среда или нет, определяется с помощью двух способов прослушивания несущей, и к среде не обращаются, если она занята.

Принятый блок данных услуги MPDU/PHY (PSDU) должен интерпретироваться нормальным образом, чтобы эффективно применять способ виртуального прослушивания несущей для механизма CSMA/CA. Иными словами, для способа виртуального прослушивания несущей значение заголовка МАС должно считываться нормальным образом. Если возникает ошибка вследствие нестабильного канала, когда данные передаются с высокой скоростью передачи данных, или если принимающая станция не может обрабатывать на такой высокой скорости передачи данных, MPDU/PSDU нельзя интерпретировать. В этом случае виртуальное прослушивание несущей невозможно, а значит, механизм CSMA/CA неэффективен.

Фиг.1 иллюстрирует существующий на основе IEEE 802.11а формат кадра PPDU. На Фиг.1, если поля преамбулы и сигнала в формате кадра PPDU принимаются нормальным образом, информацию длительности из поля данных можно оценить с помощью информации скорости и длины, включенной в поле сигнала. Следовательно, информация, содержащаяся в полях преамбулы и сигнала, полезна для механизма аттестации чистого канала (ССА).

Если поля преамбулы и сигнала в принимаемом кадре PPDU интерпретируются, но на приемной станции возникает ошибка последовательности проверки кадра (FCS), уровень МАС командует приемной станции ожидать на протяжении расширенного межкадрового пространства (EIFS), которое составляет 94 мкс в случае IEEE 802.11а, а не межкадровое пространство DCF (DIFS), которое составляет 34 мкс в случае IEEE 802.11а, и сбрасывается.

Иными словами, если высокопроизводительные (ВП) (НТ) станции и традиционные (802.11а/b/g) станции с различными пропускными способностями передачи сосуществуют в беспроводной LAN, традиционные станции не могут интерпретировать ВП кадр. Таким образом, уровни МАС, соответственно включенные в традиционные станции, не могут правильно осуществлять виртуальное прослушивание несущей и полагаются только на физическое прослушивание несущей.

Даже если поля преамбулы и сигнала в ВП кадре PPDU отформатированы так, что традиционные станции могут их интерпретировать, традиционные станции не могут правильно интерпретировать поле данных. Таким образом, традиционные станции имеют ошибку FCS и рассматривают ВП кадр PPDU как дефектный кадр. Тогда уровни МАС командуют соответствующим традиционным станциям ожидать в течение DIFS. С другой стороны, станции, которые могут работать на высокой скорости передачи, т.е. ВП станции могут осуществлять правильное виртуальное прослушивание несущей. Таким образом, ВП станции ожидают DIFS как обычно.

Поскольку EIFS = короткое межкадровое пространство (SIFS) + ТАСК (на самой низкой скорости передачи данных) + DIFS, станциям, которые не могут работать на упомянутой скорости передачи данных, т.е. традиционным станциям с более низкими пропускными способностями передачи, нежели ВП станции, дают более низкие приоритеты обращения к среде, чем ВП станциям. В результате нельзя обеспечить равнодоступность к среде для всех станций, которые поддерживаются функцией распределенной координации (DCF).

Однако равнодоступность среды можно обеспечить, если традиционный кадр подтверждения (АСК) используется для подтверждения передачи данных в беспроводной LAN, как иллюстрируется на Фиг.2.

ВП передающая станция HT SRC передает данные к ВП принимающей станции HT DEST с помощью формата ВП кадра PPDU. Затем, ВП передающая станция HT SRC и ВП принимающая станция HT DEST ожидают SIFS. После SIFS ВП принимающая станция HT DEST передает кадр АСК в традиционном формате к ВП передающей станции HT SRC для подтверждения приема данных.

Когда ВП передающая станция передает кадр АСК в традиционном формате, другие традиционные станции (станции на основе 802.11а на Фиг.2), как и ВП принимающая станция, интерпретируют поле данных нормальным образом. Тем самым, все станции ожидают DIFS. Следовательно, все станции могут конкурировать за доступ к среде передачи данных на равных основаниях.

В стандарте IEEE 802.11, если принимающая станция поддерживает скорость передачи кадров, используемую передающей станцией, эта скорость передачи кадров определяется как надлежащая скорость передачи кадра контрольного отклика. Если принимающая станция не поддерживает упомянутую скорость передачи кадров, максимальная скорость передачи среди множества базовых скоростей передачи, поддерживаемых беспроводной LAN, определяется как скорость передачи кадра контрольного отклика.

Как описано выше, в беспроводной LAN, где сосуществуют ВП станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи, традиционный кадр АСК используется для подтверждения приема данных. Соответственно, скорость передачи должна определяться с помощью способа, отличного от традиционного способа.

Сущность изобретения

Техническая задача

Техническое решение

Настоящее изобретение предлагает способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных, что дает возможность ВП станциям и традиционным станциям с различными пропускными способностями передачи обращаться к среде на равных основаниях в среде беспроводной LAN, где эти станции сосуществуют, благодаря чему воплощается способ прослушивания несущей.

Полезные эффекты

Как описано выше, согласно способу определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной LAN, равнодоступность среды можно обеспечить в среде беспроводной LAN, где сосуществуют ВП станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи. Помимо этого, скорость передачи кадра контрольного отклика можно определить подходящим образом для среды беспроводной LAN.

Описание чертежей

Вышеуказанный и (или) другие объекты настоящего изобретения станут более понятными за счет подробного описания примерных вариантов их осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фиг.1 иллюстрирует традиционный формат кадра PPDU на основе IEEE 802.11а;

Фиг.2 иллюстрирует передачи кадров данных и традиционного АСК в беспроводной LAN, где сосуществуют ВП станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи;

Фиг.3 иллюстрирует ВП формат кадра PPDU;

Фиг.4 является блок-схемой алгоритма, иллюстрирующей способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной LAN, где сосуществуют ВП станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.5А и Фиг.5В иллюстрируют таблицу поля схемы модуляции и кодирования (MCS), которая определяет схемы модуляции и кодирования в ВП формате кадра PPDU.

Наилучший режим осуществления изобретения

Согласно объекту настоящего изобретения предлагается способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной локальной сети, где сосуществуют высокопроизводительные станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи. Способ включает в себя этапы, на которых: (а) получают параметры передачи передающей станции из кадра передачи данных, принятого от передающей станции; (б) ищут принимающую станцию для параметров передачи, которые соответствуют полученным параметрам передачи передающей станции; и (в) определяют скорость передачи кадра контрольного отклика на основе результата поиска.

Если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, найдены в принимающей станции, скорость передачи кадра контрольного отклика определяют согласно полученным параметрам передачи принимающей станции, а если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, не найдены в принимающей станции, максимальную скорость из набора базовых скоростей передачи, охватываемых принимающей станцией, определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

В операции (а), если кадр передачи данных, принятый от передающей станции, является высокопроизводительным кадром блока пакетных данных PHY, параметры передачи передающей станции получают из поля сигнала высокопроизводительного кадра блока пакетных данных PHY со ссылкой на индекс схемы модуляции и кодирования.

В операции (а), если кадр передачи данных, принятый от передающей станции, является традиционным кадром блока пакетных данных PHY, параметры передачи передающей станции получают из поля сигнала традиционного кадра блока пакетных данных PHY со ссылкой на поле скорости.

В операции (б) принимающая станция ищет параметры передачи, соответствующие традиционному формату среди параметров передачи принимающей станции, которые соответствуют полученным параметрам передачи передающей станции.

Операция (в) включает в себя этапы, на которых: (в1) определяют, поддерживает ли передающая станция скорость передачи кадра контрольного отклика, определенную согласно полученным параметрам передачи принимающей станции, если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, найдены в принимающей станции; и (в2) определяют скорость передачи кадра контрольного отклика на основе результата определения.

В операции (в2), если принимающая станция поддерживает определенную скорость передачи, используют определенную скорость передачи кадра контрольного отклика, а если принимающая станция не поддерживает определенную скорость передачи, максимальную скорость из набора базовых скоростей передачи определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

Параметры передачи включают в себя число пространственных потоков, схему модуляции и скорость кодирования. Кадр контрольного отклика имеет традиционный формат. Кадр контрольного отклика является кадром готовности к отправке или кадром АСК. Высокопроизводительные станции включают в себя системы, которые используют технологию множественного входа - множественного выхода (MIMO). Высокопроизводительные станции включают в себя системы, которые используют связывание каналов.

Традиционные станции включают в себя системы, которые отвечают стандарту IEEE 802.11а/b/g.

Согласно другому объекту настоящего изобретения предлагается машиночитаемый носитель данных, на котором записана программа для исполнения способа определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной локальной сети, где сосуществуют высокопроизводительные станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение будет теперь описано более полно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления изобретения. Однако изобретение можно осуществить во многих различных формах и его не следует истолковывать как ограниченное примерными вариантами осуществления, изложенными здесь, наоборот, эти примерные варианты осуществления предлагаются, чтобы данное описание было полным и завершенным, и будут полностью передавать специалистам идею изобретения.

Фиг.4 является блок-схемой алгоритма, иллюстрирующей способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной LAN, где сосуществуют ВП станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи, согласно настоящему изобретению. На Фиг.4, чтобы определить скорость передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных, принимающая станция получает параметры передачи из кадра передачи данных, принятого от передающей стации (S100).

Если кадр передачи данных, принятый от передающей станции, является ВП кадром PPDU, параметры передачи получают из поля сигнала в ВП кадре PPDU со ссылкой на индекс схемы модуляции и кодирования (MCS). Если кадр передачи данных, принятый от передающей станции, является традиционным кадром PPDU, параметры передачи получают из поля сигнала в традиционном кадре PPDU со ссылкой на поле скорости.

Параметры передачи, используемые в настоящем примерном варианте осуществления, включают в себя число пространственных потоков, схему модуляции и скорость кодирования. В разных вариантах осуществления можно использовать различные параметры передачи.

Далее, принимающая станция ищет параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции (S200). В операции S200 принимающая станция ищет параметры передачи, соответствующие традиционному формату, среди своих параметров передачи, соответствующих полученным параметрам передачи передающей станции. Иными словами, со ссылкой на Фиг.5А и Фиг.5В, принимающая станция ищет параметры передачи, удовлетворяющие условию, чтобы число пространственных потоков было равно одному (т.е. индексы MCS от 0 до 7). Затем, среди своих параметров передачи, удовлетворяющих этому условию, принимающая станция ищет параметры передачи, которые также удовлетворяют другим параметрам передачи передающей станции.

Определяют, имеет ли принимающая станция параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции (S300). Если определено, что принимающая станция имеет параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, скорость передачи кадра контрольного отклика определяют согласно параметрам передачи принимающей станции, которые соответствуют полученным параметрам передачи передающей станции (S400).

Если определено, что принимающая станция не имеет параметров передачи, соответствующих полученным параметрам передачи передающей станции, выполняют операцию S700. То есть максимальную скорость передачи из набора базовых скоростей передачи, поддерживаемых в среде беспроводной LAN, определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

Если определяют, что принимающая станция поддерживает определенную скорость передачи кадра контрольного отклика, определенную в операции S400 (S500), принимающая станция передает кадр контрольного отклика на определенной скорости передачи (S600).

Если определено, что принимающая станция не поддерживает определенной скорости передачи, максимальную скорость передачи из набора базовых скоростей передачи, поддерживаемых в среде беспроводной LAN, определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика (S700).

В настоящем примерном варианте осуществления кадр контрольного отклика может быть кадром готовности к отправке или кадром АСК.

Фиг.5А и Фиг.5В иллюстрируют таблицу поля MCS, которая определяет схемы модуляции и кодирования в ВП формате кадра PPDU. На Фиг.5А и Фиг.5В 16 битов используются для поля MCS, которое включает в себя поля, указывающие индекс MCS, число пространственных каналов, схему модуляции, скорость кодирования и скорость передачи. В настоящем примерном варианте осуществления используется таблица MCS по Фиг.5А и Фиг.5В. однако таблица MCS может определяться пользователем.

Способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных, проиллюстрированный на Фиг.4, будет теперь описан со ссылкой на таблицу MCS по Фиг.5А и Фиг.5В с помощью примера.

Предполагается, что принимающая станция приняла данные от передающей станции на скорости передачи, соответствующей индексу MCS 14. Со ссылкой на индекс MCS 14 принимающая станция определяет, что число пространственных потоков равно двум, схема модуляции представляет собой 64-КАМ (64-QAM), скорость кодирования равна 3/4, а скорость передачи составляет 108 из поля сигнала ВП кадра PPDU, указанного в принятых данных.

Принимающая станция ищет скорость передачи, которая удовлетворяет тем условиям, что число пространственных потоков равно одному, схемой модуляции является 64-КАМ и скорость кодирования равна 3/4, и определяет, что скорость 54 передачи удовлетворяет этим условиям. Если не найдена ни одна скорость передачи, удовлетворяющая этим условиям, максимальная скорость передачи из набора базисных скоростей передачи, поддерживаемых в среде беспроводной LAN, определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

Определяют, поддерживает ли принимающая станция скорость 54 передачи. Если определено, что принимающая станция поддерживает скорость 54 передачи, принимающая станция сохраняет скорость 54 передачи. Если же определено, что принимающая станция не поддерживает скорости 54 передачи, максимальная скорость передачи из набора базисных скоростей передачи, поддерживаемых в среде беспроводной LAN, определяется как скорость передачи кадра контрольного отклика.

Хотя настоящее изобретение показано и описано в частности со ссылками на его примерные варианты осуществления, для специалистов понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны в нем без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, как оно определено нижеследующей формулой изобретения.

1. Способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной сети, в которой сосуществуют высокопроизводительные станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи, включающий в себя этапы, на которых:
получают на высокопроизводительной принимающей станции параметры передачи высокопроизводительной передающей станции из кадра передачи данных высокопроизводительного формата, принятого от упомянутой передающей станции;
ищут в высокопроизводительной принимающей станции параметры передачи, соответствующие традиционному формату среди параметров передачи принимающей высокопроизводительной станции, которые соответствуют полученным параметрам передачи высокопроизводительной передающей станции; и
определяют на высокопроизводительной принимающей станции скорость передачи кадра контрольного отклика в соответствии с результатами поиска.

2. Способ по п.1, в котором при определении скорости передачи, если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, найдены в принимающей станции, скорость передачи кадра контрольного отклика определяют согласно параметрам передачи принимающей станции, а если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, не найдены в принимающей станции, максимальную скорость из набора базовых скоростей передачи, включенных в принимающую станцию, определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

3. Способ по п.2, в котором при получении параметров передачи передающей станции, если кадр передачи данных, принятый от передающей станции, является высокопроизводительным кадром блока пакетных данных физического уровня (PHY), параметры передачи передающей станции получают из поля сигнала высокопроизводительного кадра блока пакетных данных PHY с помощью обращения к индексу схемы модуляции и кодирования.

4. Способ по п.2, в котором этап определения скорости передачи включает в себя этапы, на которых:
определяют, поддерживает ли принимающая станция скорость передачи кадра контрольного отклика, определенную согласно параметрам передачи принимающей станции, если параметры передачи, соответствующие полученным параметрам передачи передающей станции, найдены в принимающей станции; и
определяют скорость передачи кадра контрольного отклика на основе результата определения того, поддерживает ли принимающая станция упомянутую скорость передачи кадра контрольного отклика.

5. Способ по п.4, в котором при определении скорости передачи кадра контрольного отклика на основе результата определения того, поддерживает ли принимающая станция упомянутую скорость передачи кадра контрольного отклика, если принимающая станция поддерживает определенную скорость передачи, используют определенную скорость передачи кадра контрольного отклика, а если принимающая станция не поддерживает определенную скорость передачи, максимальную скорость из набора базовых скоростей передачи определяют как скорость передачи кадра контрольного отклика.

6. Способ по п.1, в котором параметры передачи содержат по меньшей мере одно из следующего: число пространственных потоков, схема модуляции и скорость кодирования.

7. Способ по п.1, в котором кадр контрольного отклика имеет традиционный формат.

8. Способ по п.7, в котором кадр контрольного отклика является кадром готовности к отправке или кадром подтверждения.

9. Способ по п.1, в котором высокопроизводительные станции содержат системы, которые используют технологию множественного входа - множественного выхода.

10. Способ по п.1, в котором высокопроизводительные станции содержат системы, которые используют связывание каналов.

11. Способ по п.1, в котором традиционные станции содержат системы, которые отвечают стандарту IEEE 802.11a/b/g.

12. Машиночитаемый носитель данных, на котором записана компьютерная программа, при обращении к которой компьютер исполняет способ определения скорости передачи кадра контрольного отклика для подтверждения приема данных в беспроводной сети, где сосуществуют высокопроизводительные станции и традиционные станции с различными пропускными способностями передачи, причем способ содержит этапы, на которых:
получают на высокопроизводительной принимающей станции параметры передачи высокопроизводительной передающей станции из кадра передачи данных высокопроизводительного формата, принятого от упомянутой передающей станции;
ищут в высокопроизводительной принимающей станции параметры передачи, соответствующие традиционному формату среди параметров передачи принимающей высокопроизводительной станции, которые соответствуют полученным параметрам передачи высокопроизводительной передающей станции; и
определяют на высокопроизводительной принимающей станции скорость передачи кадра контрольного отклика в соответствии с результатами поиска.