[发明专利]一种超高速无线局域网帧聚合装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种超高速无线局域网帧聚合装置及其控制方法。

背景技术

1990年IEEE执行委员会创建IEEE802.11工作组，其目标是创建无线局域网(以下简称WLAN)标准，并用于解决不同WLAN设备之间的兼容性问题。参照1SO七层模型，IEEE802.11系列规范主要从物理层(以下简称PHY层)和媒体访问控制层(以下简称MAC层)两个层面制定系列规范，物理层规定了无线传输信号等基础规范，而媒体访问控制层标准是在物理层上的一些应用要求规范。目前IEEE802.11主要有IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g三个标准。

为了提高无线局域网的数据传输速率，满足用户对高速无线通信的需求，2004年由IEEE高吞吐量研究组织成立IEEE802.11n研究小组。IEEE802.11n是下一代无线局域网的标准，高吞吐量是该标准的主要特点。IEEE802.11n标准物理层采用多输入多输出(以下简称MIMO)、正交频分复用(以下简称OFDM)技术，提高了无线传输质量，也使得物理层传输速率得到极大提升。

理论上随着物理层传输速率的增加，吞吐量随之增加，但是吞吐量并不能随着数据传输速率的提高而无限制增长。当速率提高到一定程度，会出现MAC层吞吐量受限问题，即速率到达一定值后，吞吐量接近饱和。产生该现象的原因是：无线局域网的站点通过竞争或轮询的方式接入信道，其接入信道需要付出一定的时间开销，当这种接入开销的时间与传输物理帧的时间具有可比性时，这种开销就会对MAC吞吐产生显著影响，即随着物理层数据速率的提高，MAC吞吐的提高不明显，而只是缓慢地提高。

为了克服高速数据传输中原有MAC层协议开销过大造成的吞吐量受限，IEEE802.11工作组增加了新的MAC层协议，提出了MAC服务数据单元聚合(以下简称A-MSDU)和MAC协议数据单元聚合(以下简称A-MPDU)两种MAC层聚合方式。这里在MAC层帧聚合的基础上，增加一种物理层的帧聚合方式，又名物理层超帧技术，它可以和MAC帧聚合技术相结合以改善系统性能。在物理层超帧中，帧结构是由一个带完整物理层帧头的子帧和多个带精简物理帧头的子帧连接构成的，该物理层超帧的一个子帧可以存放单个的MAC帧或者聚合后的MAC帧。物理层超帧的核心思想和MAC层帧聚合类似，是为了降低过大的接入时间开销。与MAC层帧聚合不同的是，物理层超帧可以把发往不同用户的数据帧聚合传输，而MAC层帧聚合仅能把发往相同目的节点的数据聚合起来传输。

帧聚合能够带来接入时间开销的降低，从而提高数据吞吐量，但是不同的业务有不同的时延要求，若聚合过长的数据，传输时延不能满足。就算在满足时延要求的前提下，若误码率比较高，发送过长的数据帧可能会导致误帧率过大而无法高效传输数据。本发明给出了一种在考虑各种影响因素下采用合适的聚合方式进行数据传输的方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种超高速无线局域网帧聚合装置，并给出其控制方法，旨在解决各类应用在采用帧聚合/分段方式时对不同误码率情况下性能差异较大的问题，为无线局域网实现高吞吐量提供了可靠的聚合/分段方案。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超高速无线局域网帧聚合装置，包括发送端和接收端，所述发送端包括帧格式控制单元和发送单元，所述接收端包括接收单元和对不同业务下的帧聚合/分段方式和接入方式进行控制的控制命令单元，所述控制命令单元包括接收来自接收单元的实时误码率信息、并将实时误码率信息与误码率区间对照表进行比对以选出最佳帧聚合/分段方式和接入方式的最优帧格式控制模块和根据所述最佳帧聚合/分段方式和接入方式产生对发送端的帧格式控制单元进行帧聚合/分段控制的帧聚合控制命令产生模块；所述帧格式控制单元的输出端连接发送单元的输入端，所述发送单元的输出端连接接收单元的输入端，所述接收单元的反馈端连接最优帧格式控制模块的输入端，所述最优帧格式控制模块的输出端连接帧聚合控制命令产生模块的输入端，所述帧聚合控制命令产生模块的输出端连接帧格式控制单元的控制端。

所述帧格式控制单元包括对A-MSDU聚合、A-APDU聚合或者分段传输方式的帧结构进行控制的MAC层组帧模块和对物理层超帧结构进行控制的PHY层组帧模块。