[发明专利]无线LAN中将控制帧发送到隐藏节点的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线局域网(LAN)，更具体地讲，涉及一种用于通知包括在无线LAN中的节点在无线LAN中如何避免访问冲突的方法。 

背景技术

使用载波侦听多路访问冲突避免(CSMA/CA)方法的媒体访问控制(MAC)被用在无线LAN中。 

在CSMA/CA方法中，物理载波侦听和虚拟载波侦听被用于载波侦听。在物理载波侦听中，物理层(PHY)确定是否检测到等于或大于特定值的接收到的功率，并通知媒体访问控制(MAC)层介质是处于忙状态还是处于空闲状态，从而侦听载波。在虚拟载波侦听中，如果可从接收到的PHY协议数据单元(PPDU)正确地提取MAC协议数据单元(MPDU)，则对MPDU的头字段(即，持续时间(duration)/ID字段)进行分析，并认为介质在使用介质的预定时间内处于忙状态。站使用两种载波侦听方法来确定介质是否处于忙状态，如果介质处于忙状态，则不访问该介质。 

参照图1，通过常规IEEE 802.11兼容无线LAN发送的帧的MAC头包括持续时间信息，该持续时间信息指示发送帧时和接收到ACK帧以确认该帧被接收到时之间的时间。在接收到帧之后，站对MAC头进行分析，从而在一个时间段内不试图访问介质，从而避免冲突。根据无线介质的特征，通过无线LAN连接的所有站可物理地接收在无线电波覆盖范围发送的所有帧，即使该帧是被发送到特定站。 

在图1中，示出涉及单个MPDU和ACK帧的帧交换序列。然而，如图2A所示，多个MPDU可被包括在单个PPDU中。参照图2A，发送站和接收站将请求发送(RTS)帧与清除发送(CTS)帧进行交换，使得其他站在预定时间内不访问介质。发送站在使用RTS/CTS交换序列时获得的时间被称为发送机会(TxOP)。网络分配矢量(NAV)是直到介质可用的剩余时间。除了发送站和接收站之外的站使用RTS帧、CTS帧和数据帧的持续时间字段来确 定站的NAV时间。参照图2A，发送站发送包括在单个PPDU中的多个MPDU。此外，发送站发送在一个RTS/CTS交换序列获得的TxOP内的多个MPDU。在这种情况下，具有大于图1的常规情况的大小的数据被发送，因此，如果出现错误，则需要更多的时间来重发数据，从而造成更长的NAV。如果更长的NAV被确定，则即使当发送站不具有将被发送的数据时，其他站在剩余的TxOP内也不访问介质，这可导致信道的浪费。为避免出现这种情况，发送站发送无竞争结束(CF-End)帧。图2B示出了该帧。如果TxOP还剩余而介质不再被使用，则发送站发送CF-End帧以取消剩余的TxOP。此后，接收到的CF-End帧的其他站再次竞争介质访问。 

图3A至图3C示出用于确保站之间对介质访问的公平竞争的CF-End帧。 

如上所述，在虚拟载波侦听中，只有当MAC协议数据单元/PHY服务数据单元(MPDU/PSDU)被无错误地分析时，才可有效地使用CSMA/CA。即，只有当可正确地读取MAC头的值时，才可进行虚拟载波侦听。然而，如果使用高数据传输率发送数据并且由于不稳定的信道状态而发生错误，或者接收站不能妥善处理高数据传输率，则因为不能对接收到的MPDU/PSDU进行分析，所以不能进行虚拟载波侦听。因此，CSMA/CA方法变得无效。因此，当无线LAN中共存有根据IEEE 802.11a/b/g标准运行的旧有站和具有比旧有站更大的容量的高吞吐量(HT)站，并且HT格式被发送时，旧有站不能对HT格式帧进行分析，导致CSMA/CA机制的无效运行。HT站可以是具有优于根据802.11a/b/g标准运行的站的数据传输容量的多输入多输出(MIMO)站。 

为了解决上述问题，已在开发IEEE 802.11n标准。参照图3A，在IEEE802.11n标准中，如果无线LAN中共存有HT站和旧有站，则HT格式帧的PHY头被用作旧有格式(L-前导，L-SIG)以便被旧有站识别。此外，速率字段值和长度字段值被确定，使得旧有站可通过对包括在PHY头中的速率字段和长度字段进行分析来识别在L-SIG字段开始之后直至ACK帧被接收所需的时间。以下，由速率字段和长度字段指定的时间被称为扩展的PHY保护(EPP)。 

当EPP被使用时，可避免介质访问冲突，但站必须不公平地竞争以获得介质访问的许可。