[发明专利]无线局域网中的高吞吐量站点设备

说明书

本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2006年2月6日、标题为“在无线局域网中确定用于确认数据接收的控制响应帧的传输率的方法”、申请号为200680003397.3的申请的分案申请。

技术领域

与本发明一致的方法涉及在无线局域网(LAN)中确定用于确认数据接收的控制响应帧的传输率。

背景技术

在无线LAN环境下，使用载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)机制的媒介访问控制(MAC)协议。CSMA/CA机制被设计，以通过当没有通过网络的线缆进行数据传输时发送信号并只在确认无冲突地发送了信号之后发送数据来避免冲突。

CSMA/CA机制如下工作：终端尝试侦听指示另一终端已正在发送数据的载波，如果侦听到这样的载波，则所述终端等待随机时间段。在所述随机时间段之后，所述终端再次尝试侦听所述载波。如果没有侦听到其他载波，则所述终端开始发送数据。

在CSMA/CA机制下，通过使用物理载波侦听和虚拟载波侦听二者来执行载波侦听。在物理层(PHY)执行物理载波侦听，所述物理载波侦听侦听接收的功率是否超过预定阈值，并基于侦听结果将媒介是“忙”还是“空闲”通知给MAC层。

在虚拟载波侦听中，如果可从接收的PHY包数据单元(PPDU)准确地提取MAC协议数据单元(MPDU)，则解析作为MPDU的多个头字段之一的“Duration/ID”字段。如果解析的结果指示媒介是“忙”，则媒介被认为在期望使用媒介的时间段内为“忙”。如上所述，通过使用两种载波侦听方法来确定媒介是否为“忙”，如果媒介忙，则不访问该媒介。

接收的MPDU/PHY服务数据单元(PSDU)必须被正常地解析，以将虚拟载波侦听方法有效地应用于CSMA/CA机制。换句话讲，对于虚拟载波侦听方法，必须正常地读取MAC头的值。如果当以高传输数据率传输数据时，由于信道不稳定导致错误发生，或如果接收站点不能处理高传输数据率，则MPDU/PSDU不能被解析。在这种情况下，虚拟载波侦听不可行，因此，CSMA/CA机制无效。

图1示出基于IEEE 802.11a的传统PPDU帧格式。参照图1，如果PPDU帧格式中的前导和信号字段被正常接收，则可通过使用信号字段中包括的速率和长度信息来估计数据字段的持续时间信息。因此，前导和信号字段中包含的信息对于空闲信道评估(CCA)机制是有用的。

如果正被接收的PPDU帧中的前导和信号字段被解析，但是帧校验序列(FCS)在接收站点发生错误，则MAC层控制接收站点等待扩展帧间空间(EIFS)(在IEEE 802.11a的情况下是94μs)，而不是等待DCF帧间空间(DIFS)(在IEEE 802.11a的情况下是34μs)，并退避。

换句话讲，如果具有不同传输能力的高吞吐量(HT)站点和传统站点(802.11a/b/g)共存于无线LAN上，则传统站点不能解析HT帧。因此，分别包括在传统站点中的MAC层不能准确地执行虚拟载波侦听，而只能依赖于物理载波侦听。

即使HT PPDU帧的前导和信号字段被格式化，以使传统站点能对其进行解析，传统站点也不能准确地解析数据字段。因此，传统站点具有FCS错误，并将HT PPDU帧认为是有缺陷的帧。然后，MAC层控制各个传统站点等待DIFS。另一方面，能处理高传输率的站点，即HT站点，能执行准确的虚拟载波侦听。因此，HT站点照常等待DIFS。

由于EIFS＝短帧间空间(SIFS)+TACK(最低数据率处)+DIFS，所以不能处理该数据率的站点(即，比HT站点的传输能力低的传统站点)被给予比HT站点低的媒介访问优先级。结果，不能保证对于所有站点的媒介访问公平，所述对于所有站点的媒介访问公平是通过分布式协调功能(DCF)被保持的。

然而，当传统确认(ACK)帧用于确认如图2所示的无线LAN上的数据传输时能保证媒介访问公平。

HT发送站点HT SRC通过使用HT PPDU帧格式来将数据发送到HT接收站点HT DEST。然后，HT发送站点HT SRC和HT接收站点HT DEST等待SIFS。SIFS之后，HT接收站点HT DEST将传统格式的ACK帧发送到HT发送站点HT SRC，以确认数据的接收。

当HT接收站点发送传统格式的ACK帧时，其他传统站点(图2中的基于802.11a的站点)以及HT发送站点正常解析数据字段。因此，所有站点等待DIFS。从而，所有站点能够以平等地位竞争对媒介的访问。