[发明专利]高密度无线局域网

说明书

背景技术

本发明涉及无线数据通信网络。

无线数据通信网络被广泛使用。比如，普及类型的无线局域网(WLAN)是基于电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准或其变型。802.11 WLAN的典型应用包括办公室、企业和家庭数据网络。

802.11介质访问控制(MAC)层协议使用一种带冲突避免的载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance，CSMA/CA)方法，用以为所有设备提供对网络的随机访问，同时降低一次由多于一个的设备重叠发送所导致的竞争。在CSMA/CA中，想发送帧的设备对载波频率听取一个固定的间隔，以确定信道是空闲的，并然后开始发送。当接收设备接收到该帧时，该接收设备按照同样的先听后发(listen-before-transmission)流程向该发送设备送回确认帧。另外，在一些情况中，在数据实际地被交换之前可以发生由RTS(请求发送  (request to send))和CTS(清除发送(clear to send))组成的一轮消息。

当在每个数据帧中所通信的数据量充实时，由802.11协议所引起的开销通常不大，如在企业网络中通常是这种情况。

也已经提议在工业控制应用中使用WLAN来代替有线网络并把现场设备连接到工业系统控制器。典型地，现场设备的数目可能是大的，比如成百个，并且每个消息的典型大小可能是小的，比方说64字节的帧大小。如果802.11协议没有改变地被应用于这些应用，那么开销可能相当高，比如超过80％，并且可能不能支持期望数目的现场设备。

发明内容

因此提供用于更有效的无线数据通信网络的装置和方法。

根据一些实施例，数据通信系统包括接入点和多个站。每个站都用于与该接入点交换无线数据通信消息。这些消息中的至少一些的格式包括至少一个消息头和多个数据单元。每个数据单元都包括相应的数据单元头和相应的数据帧。每个数据单元头都把所述站的相应一个识别为接收该数据单元的相应数据帧的接收方。

在另一方面中，数据通信系统包括接入点和与该接入点相关联的多个站。每个站都用于与接入点交换无线数据通信消息。该接入点轮询(poll)这些站。这些站仅仅响应于正由该接入点轮询而发送消息至该接入点。由所述站发送的消息中的至少一些包含相应的指示，以表明包括该指示的消息还包括至少一个数据单元，该数据单元被编址到与发送了包括该指示的消息的站不同的第二个站。

在另一方面中，提供了用于运行接入点的方法。该接入点是无线数据通信系统的部分，其中该无线数据通信系统还包括与该接入点交换数据通信消息的多个现场设备。该方法包括：该接入点为每个现场设备供给相应的缓冲器。每个缓冲器都为所述的现场设备存储不多于一个的控制数据帧。该方法还包括：当所述的现场设备的相应缓冲器存储被指定发送给所述的现场设备的旧控制数据帧时，该接入点接收被指定发送给现场设备之一的新控制数据帧。该方法还包括：该接入点通过为所述现场设备的所述一个在相应的缓冲器中存储新的控制数据帧来替换旧的控制数据帧，来响应接收新的控制数据帧。

如在此以及在所附的权利要求书中所使用的，“旧的”控制数据帧是在最近到达的控制数据帧之前所接收到的任何数据帧。

在另一方面中，数据通信系统包括接入点和多个站。每个站都用于与该接入点交换无线数据通信消息。每个站都可运行以检测所述的站接收消息的定时(timing)。另外每个站都可运行以把所检测的定时与所接收的消息的标称定时相比较。另外每个站都可运行以向该接入点报告在所检测的定时与该标称定时之间的差。该接入点可运行以响应于由所述的站所报告的差来调节被指定发送给所述站的下一消息的发送定时。

在另一方面中，提供了运行无线数据通信系统的方法。该系统包括接入点和与该接入点相关联的多个站。每个站都用于与该接入点交换无线数据通信消息。该接入点轮询所述站。所述站仅仅响应于正由该接入点轮询而发送消息给该接入点。该方法包括：该接入点在轮询周期期间对每个站进行轮询。该轮询周期被重复。在每个轮询周期期间，这些站中的相应一个被授权以在轮询响应中包括被编址(address)到另一站的数据单元。该数据单元用于向其他站发送来自第一预定类型的数据帧的数据帧。被授权的站是在所述轮询周期期间被授权以在轮询响应中包括被编址到另一站的数据单元的唯一的站，其中所述另一站包括来自第一预定类型的数据帧的数据帧。