專利名稱:無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法
無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2004年10月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?00480031291.5、發(fā)明名稱為“無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法及計(jì)算機(jī)程序”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域：
[0002]本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法及計(jì)算機(jī)程序，在該無 線通信系統(tǒng)內(nèi)，多個(gè)無線站如同在無線LAN(局域網(wǎng))或PAN(個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò))內(nèi)相互通信。 更具體地，它涉及無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法及計(jì)算機(jī)程序，其中根據(jù) CSMA/CA(帶有沖突避免的載波檢測(cè)多址接入)的載波檢測(cè)執(zhí)行隨機(jī)接入。[0003]更具體地，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法及計(jì)算機(jī)程 序，其中使用RTS/CTS方法根據(jù)CSMA執(zhí)行接入控制以維持通信質(zhì)量。更具體地，它涉及無 線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法及計(jì)算機(jī)程序，其中復(fù)用諸如RTS、CTS、DATA和 ACK等多種幀，從而提供靈活的發(fā)送和接收程序，并降低開銷。
背景技術(shù)：
[0004]作為使用戶免除在有線通信設(shè)備之間的電纜布線的通信系統(tǒng)，已經(jīng)非常重視無線 網(wǎng)絡(luò)。使用無線網(wǎng)絡(luò)，可以在諸如辦公室等工作空間內(nèi)省去大部分電纜；因此，可以相對(duì)容 易地重新定位諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等通信終端。隨著無線LAN系統(tǒng)變得更快和低廉，最近， 已經(jīng)明顯地增加了無線網(wǎng)絡(luò)的需求。具體而言，目前，已經(jīng)考慮引入個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)以 在個(gè)人環(huán)境內(nèi)存在的多個(gè)電子設(shè)備之間建立小型無線網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行信息通信。例如，使用不需 要主管當(dāng)局許可的諸如2.4GHz和5GHz頻帶等頻帶定義不同的無線通信系統(tǒng)和無線通信設(shè) 備。[0005]與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的典型標(biāo)準(zhǔn)包括IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))802.11 (例如參 見非專利文獻(xiàn)I)、HiperLAN/2 (例如參見非專利文獻(xiàn)2或非專利文獻(xiàn)3)、IEEE802.15.3和 藍(lán)牙通信。參見IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)在無線通信方法和所使用頻帶內(nèi)的不同，存在各種 無線傳輸方法，例如IEEE802.1la標(biāo)準(zhǔn)和IEEE802.1lb標(biāo)準(zhǔn)。[0006]為了使用無線電工程建立局域網(wǎng)，通常使用下述方法:在該區(qū)域內(nèi)提供一個(gè)設(shè)備， 稱作“接入點(diǎn)”或“協(xié)調(diào)器”，用作控制站。隨后，在該控制站的集中控制之下，形成該網(wǎng)絡(luò)。[0007]在提供有接入點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，廣泛地使用基于帶寬預(yù)留的接入控制方法。在該 方法中，當(dāng)從某個(gè)通信設(shè)備發(fā)送信息時(shí)，在接入點(diǎn)上預(yù)留信息傳輸需要的頻帶。因而，使用 傳輸信道，以便將防止與由其它通信設(shè)備的信息傳輸?shù)臎_突。也就是，通過提供接入點(diǎn)，執(zhí) 行同步無線通信，其中在無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信設(shè)備相互同步。[0008]然而，問題在于如果在提供有接入點(diǎn)的無線通信系統(tǒng)內(nèi)在發(fā)送通信設(shè)備和接收通 信設(shè)備之間執(zhí)行同步通信，必需在沒有例外的情況下通過接入點(diǎn)執(zhí)行無線通信，從而將傳 輸信道的使用率降低一半。[0009]為了克服這個(gè)問題，作為另一種建立無線網(wǎng)絡(luò)的方法，已經(jīng)設(shè)計(jì)了 “特設(shè)通信”，其 中終端異步地相互直接通信。具體而言，在由相鄰設(shè)置的較少數(shù)量的客戶機(jī)構(gòu)成的小型無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，特設(shè)網(wǎng)絡(luò)被相信是合適的。在特設(shè)通信中，任一個(gè)終端可以在不使用任何特殊接 入點(diǎn)的情況下執(zhí)行直接地或隨機(jī)地相互無線通信。[0010]在特設(shè)無線通信系統(tǒng)內(nèi)，中央控制站并不存在；因此，它適合于構(gòu)成例如包括家用 電器設(shè)備的家庭網(wǎng)絡(luò)。特設(shè)網(wǎng)絡(luò)具有下述特征，例如:即使一個(gè)單元出失敗或者關(guān)閉，自動(dòng) 地改變路由選擇，因而，該網(wǎng)絡(luò)不太可能出失?。粚?dǎo)致分組在移動(dòng)站之間多次跳轉(zhuǎn)，從而可 以在維持高數(shù)據(jù)速率的情況下沿著較長(zhǎng)路徑發(fā)送數(shù)據(jù)。已經(jīng)公知各種情況的特設(shè)系統(tǒng)的發(fā) 展。(例如參見非專利文獻(xiàn)5)[0011]例如，IEEE802.11無線LAN系統(tǒng)提供有特設(shè)模式，其中該系統(tǒng)以對(duì)等模式自主地 和無集中地工作，而不提供控制站。[0012]與特設(shè)環(huán)境內(nèi)的無線LAN網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，通常公知出現(xiàn)隱藏終端的問題。隱藏終端是 這樣一個(gè)通信站，當(dāng)在特定通信站之間執(zhí)行通信時(shí)，該通信站可以被作為通信對(duì)方的一個(gè) 通信站聽到，但是不能被另一個(gè)通信站聽到。隱藏終端不能執(zhí)行在它們之間的協(xié)商，因而發(fā) 送操作可能沖突。[0013]作為解決這樣一個(gè)隱藏終端問題的方法之一，根據(jù)RTS/CTS程序的CSMA/CA是公 知的。[0014]CSMA/CA (帶有沖突避免的載波檢測(cè)多址接入)是一種連接方法，其中根據(jù)載波檢 測(cè)執(zhí)行多址。在無線通信中，通信設(shè)備接收該設(shè)備自身用于發(fā)送信息的信號(hào)是很困難的。 因此，通信設(shè)備通過CSMA/CA (沖突避免)系統(tǒng)，而不是通過CSMA/⑶(沖突檢測(cè))系統(tǒng)確認(rèn) 不存在來自其它通信設(shè)備的信息傳輸。隨后，通信設(shè)備開始它自己的信息傳輸，從而避免沖 突。CSMA系統(tǒng)是適合于諸如文件傳輸和電子郵件等異步數(shù)據(jù)通信的接入方法。[0015]在RTS/CTS方法中，作為數(shù)據(jù)傳輸起點(diǎn)的通信站傳送發(fā)送分組請(qǐng)求RTS(請(qǐng)求發(fā) 送)。響應(yīng)于來自作為數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)的通信站的響應(yīng)分組CTS(允許發(fā)送)的接收，該發(fā)送 通信站開始數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)隱藏終端接收到RTS和CTS之一或兩者時(shí)，它們?cè)O(shè)置它們自己的 傳輸停止周期。傳輸停止周期等于根據(jù)RTS/CTS程序預(yù)期將執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸周期。因而， 能夠避免沖突。用于發(fā)射機(jī)站的隱藏終端接收CTS，并設(shè)置傳輸停止周期以避免與數(shù)據(jù)分組 沖突。用于接收機(jī)站的隱藏終端接收RTS，并停止傳輸周期以避免與ACK沖突。[0016]在此，將使用IEEE802.1la即IEEE802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)作為例子描述該無線網(wǎng)絡(luò)。[0017]
圖15圖示由IEEE802.1la規(guī)定的幀格式。在該圖中，將表示分組存在的前同步碼 添加給每個(gè)分組的首部。對(duì)于該前同步碼，在該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)定義已知的符號(hào)模式。根據(jù)這些已 知的模式，接收機(jī)可以判斷接收信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于前同步碼。[0018]在該前同步碼之后，定義信號(hào)字段。在信號(hào)字段內(nèi)，放置解碼有關(guān)分組的信息部分 所需要的信息。將解碼分組需要的信息稱作PLCP首部(物理層會(huì)聚協(xié)議首部)。該P(yáng)LCP 首部包括:速率字段，表示信息部分(這包括作為PLCP首部一部分的服務(wù)字段；然而，在下 文中，為了簡(jiǎn)化解釋的目的，將其簡(jiǎn)稱和通稱為“信息部分”)的傳輸速率；長(zhǎng)度字段，表示 信息部分的長(zhǎng)度；奇偶校驗(yàn)比特；編碼器的尾部比特；等等。根據(jù)在PLCP首部?jī)?nèi)的速率和 長(zhǎng)度字段的解碼結(jié)果，接收機(jī)解碼隨后的信息部分。[0019]對(duì)放置PLCP首部的信號(hào)部分執(zhí)行容許噪聲編碼，并以6Mbps發(fā)射。在普通分組 的情況下，在傳輸速率模式中發(fā)送信息部分，在該模式中，提供最高比特率以根據(jù)接收機(jī)的 SNR等最小化錯(cuò)誤的出現(xiàn)。[0020]IEEE802.1la定義八種傳輸速率模式:6、9、12、18、36和54Mbps，選擇其中的任一種。如果發(fā)射機(jī)/接收機(jī)相鄰放置，選擇高比特率傳輸速率模式。在遠(yuǎn)處放置的通信站有時(shí)不能解碼該信息。[0021]將信息部分作為PSDU(物理層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元)傳輸給作為更高等級(jí)層的數(shù)據(jù)鏈路層。圖16圖示PSDU幀字段的結(jié)構(gòu)。IEEE802.11定義若干幀類型。在此，將僅描述說明本發(fā)明需要的四種類型的幀，RTS, CTS, ACK和DATA。[0022]對(duì)于每一幀，共同定義幀控制字段和持續(xù)時(shí)間字段。幀控制字段保存表示相關(guān)幀的類型和使用的信息，更具體地，它描述在表I內(nèi)列出的信息。持續(xù)時(shí)間字段保存使用 NAV(網(wǎng)絡(luò)分配矢量)(隨后將要描述)的相關(guān)信息，并描述在完成相關(guān)分組的事務(wù)處理之前經(jīng)歷的時(shí)間。[0023]表1[0024]
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，用于發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)單元，其中將順序編號(hào)分配給發(fā)送數(shù) 據(jù)單元以標(biāo)識(shí)這些數(shù)據(jù)單元，該無線通信系統(tǒng)包括:接收通信站，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則該接收通信站在接收確認(rèn)信息ACK內(nèi)描述以順 序編號(hào)為順序完全接收的數(shù)據(jù)單元的順序編號(hào)、和通過將后續(xù)順序編號(hào)的數(shù)據(jù)接收狀態(tài)映 射到順序編號(hào)的相對(duì)比特位置上而表示的位圖信息，并發(fā)送該信息，和發(fā)送通信站，其中，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則發(fā)送通信站和接收通信站添加表示因果數(shù)據(jù)流的信息 以發(fā)送數(shù)據(jù)和確認(rèn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的無線通信系統(tǒng)，其中不支持選擇性確認(rèn)的接收通信站發(fā)送位圖字段的所有比特設(shè)置為零的所述位圖信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的無線通信系統(tǒng)，其中，對(duì)于至少一個(gè)數(shù)據(jù)流，采用并未分配順序編號(hào)的ARQ系統(tǒng)，和當(dāng)建立鏈路會(huì)話 時(shí)，通過該數(shù)據(jù)流發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，由此，發(fā)送通信站和接收通信站的順序編號(hào)相互同步。
4.一種無線通信設(shè)備，用于發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)單元，其中將順序編號(hào)分配給發(fā)送數(shù) 據(jù)單元以標(biāo)識(shí)這些數(shù)據(jù)單元,包括:ACK信息發(fā)送裝置，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則在接收確認(rèn)信息ACK內(nèi)描述以順序編號(hào)為 順序完全接收的數(shù)據(jù)單元的順序編號(hào)，和響應(yīng)于數(shù)據(jù)接收，通過將后續(xù)順序編號(hào)的數(shù)據(jù)接 收狀態(tài)映射到順序編號(hào)的相對(duì)比特位置上而表示的位圖信息，并發(fā)送該信息，和分組發(fā)送裝置，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則當(dāng)它響應(yīng)于數(shù)據(jù)發(fā)送/接收而傳送發(fā)送數(shù)據(jù) 和確認(rèn)時(shí)，添加表示因果數(shù)據(jù)流的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的無線通信設(shè)備，其中，如果所述ACK信息發(fā)送裝置并不支持選擇性確認(rèn)，則它發(fā)送位圖字段的所有比 特設(shè)置為零的所述位圖信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4的無線通信設(shè)備，其中，對(duì)于至少一個(gè)數(shù)據(jù)流，采用并未分配順序編號(hào)的ARQ系統(tǒng)，和當(dāng)建立鏈路會(huì)話 時(shí)，通過該數(shù)據(jù)流發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，由此，該通信設(shè)備和在另一端的站的通信設(shè)備的順序編 號(hào)相互同步。
7.一種無線通信方法，用于發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)單元，包括步驟:將順序編號(hào)分配給發(fā)送數(shù)據(jù)單元以標(biāo)識(shí)這些數(shù)據(jù)單元，和，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則在 接收確認(rèn)信息ACK內(nèi)描述以順序編號(hào)為順序完全接收的數(shù)據(jù)單元的順序編號(hào)，和響應(yīng)于數(shù) 據(jù)接收，通過將后續(xù)順序編號(hào)的數(shù)據(jù)接收狀態(tài)映射到順序編號(hào)的相對(duì)比特位置上而表示的 位圖信息，并發(fā)送該信息，和當(dāng)響應(yīng)于數(shù)據(jù)發(fā)送/接收而傳送發(fā)送數(shù)據(jù)和確認(rèn)時(shí)，添加表示因果數(shù)據(jù)流的信息。
專利摘要
本發(fā)明提供一種無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備和無線通信方法。該無線通信系統(tǒng)用于發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)單元，其中將順序編號(hào)分配給發(fā)送數(shù)據(jù)單元以標(biāo)識(shí)這些數(shù)據(jù)單元，其中，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則接收通信站在接收確認(rèn)信息ACK內(nèi)描述以順序編號(hào)為順序完全接收的數(shù)據(jù)單元的順序編號(hào)，和通過將后續(xù)順序編號(hào)的數(shù)據(jù)接收狀態(tài)映射到順序編號(hào)的相對(duì)比特位置上而表示的位圖信息，并發(fā)送該信息，其中，如果應(yīng)用選擇性確認(rèn)，則發(fā)送和接收通信站添加表示因果數(shù)據(jù)流的信息以發(fā)送數(shù)據(jù)和確認(rèn)。
文檔編號(hào)H04L12/413GKCN101674166 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910175860
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2004年10月21日
發(fā)明者迫田和之, 石見英輝, 西川研三 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),