[发明专利]网格无线局域网中的高吞吐量信道操作

说明书

技术领域

本发明涉及无线局域网(WLAN)。特别地，本发明涉及的是网格WLAN中的高吞吐量信道操作。

背景技术

IEEE802.11s是一个草案规范，用于提供一种借助IEEE802.11WLAN技术来形成网格无线回程的手段。网格网络也被称为多跳网络，这是因为数据分组可被中继一次以上以便到达其目的地。对原始的WLAN标准来说，该标准针对的是通过有效使用经由有效服务集(BSS)的单跳通信而将站(STA)连接到接入点(AP)的星形拓扑结构，与原始的WLAN标准相比，该规范提出的是不同的范例。

IEEE802.11s仅仅针对的是形成网格网络的网络节点以及回程中的WLAN网格操作，其中该操作对所有的STA来说都是透明的。这意味着与传统的IEEE802.11WLAN相类似STA仍旧是通过BSS连接到AP的(也就是，网格AP具有网格能力)。网格AP在其回程端与其他网格点相对接，这些网格点则会将业务量经由网格网络转发并路由到目的地。该目的地既可以是将业务量路由到外部网络的网格入口，也可以是附着于网格网络的另一个网格AP。通过选择这种方法，即使传统的STA也可以工作在启用了网格的WLAN中。而STA与BSS中的网格AP之间的通信则是完成独立于网格网络的。这些STA不知道在回程中存在的网格网络。

在假设传统的IEEE802.11a/b/g无线接口可在网格点上实施的情况下，目前业已设计了IEEE802.11s WLAN网格标准。对这个IEEE802.11s标准来说，其无线接口通常是不可知的。例如，数据分组的路由和转发是不依赖于IEEE 802.11a/b/g无线接口的特性(例如调制方案或信道编码)的。

IEEE802.11s还允许使用用于同时进行的多信道操作的不同方法。其中一种实施多信道操作的方法是在网格点上使用多个IEEE802.11无线电设备，以便提高可用数据吞吐量能力。另一种可行性是为一个以上的信道使用单个无线电设备(所谓的公共信道框架(CCF))。

IEEE802.11n规范是另一种用于提供高吞吐量(HT)WLAN的规范。对IEEE802.11n来说，它所具有的某些提高吞吐量的特性是整合、增强型块应答(BA)、反向许可、节能多轮询(PSMP)以及操作带宽。在IEEE802.11n中，数据速率是通过吞并或接合两个相邻信道来提升的。数据速率的提升也可以通过使用802.1140MHz操作相对于802.11a/g的2×20MHz信道占用多出的若干个数据音调来实现。但是，并非所有的IEEE802.11n设备都可以支持40MHz操作，由此，从20MHz到40MHz的操作转移应该有效地管理。为此目的，IEEE802.11n标准提供了一些信道管理机制。

在IEEE802.11n中，其中根据带宽和BSS能力而提供了三种操作模式，即20MHz操作、20/40MHz操作以及定相共存操作(PCO)。这其中的每一种机制都具有相关的操作规则。在20MHz的操作中，无论STA具有20MHz还是20/40MHz能力，所有STA都只在20MHz模式中工作。在20/40MHz操作中，STA通过使用传输信道宽度活动消息来选择带宽。此外，对40MHz设备来说，如果其BSS的AP指示在BSS中存在20MHz和/或传统的STA，那么该设备将会使用传统的控制帧来保护其传输，所述控制帧可以是请求发送(RTS)或允许发送(CTS)帧。在作为可选机制的PCO模式中，BSS将会在20MHz与40MHz模式之间交替。

虽然IEEE802.11s WLAN网格标准尝试尽可能最大限度地保持无线电设备不可知，但对取代802.11a/b/h的IEEE802.11n高吞吐量无线电设备来说，该设备仍旧会提出许多问题。例如，与只在20MHz带宽中工作的先前的IEEE802a/b/g系统不同，IEEE802.11n是同时在20MHz和40MHz的带宽中工作的。