[发明专利]网络中帧的传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种网络中帧的传输方法及装置。

背景技术

目前，在无线网络领域，无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)快速发展，WLAN的应用范围日益扩大。为应对各种网络需求，电气和电子工程师协会工业规范IEEE802.11组颁布了802.11ah，802.11b，802.11g，802.11n等一系列最普通的WLAN技术标准，随后又陆续成立了其他任务组，致力于发展涉及现有802.11技术改进的规范，例如，随着物联网的发展，IEEE成立了802.11ah任务组，其主要任务就是对WLAN的媒介接入控制层(MAC层)和物理层(PHY层)进行修改和增强，以便适应智能电网(Smart Grid)、传感器网络、环境农业监测(Environmental/Agricultural Monitoring)、工业过程自动化(Industrial Process Automation)等网络的需求。

无线局域网中，一个接入点(access point，简称AP)以及与AP相关联的多个非接入站点(non-AP Station，简称STA)组成了一个基本服务集(basic service set，简称BSS)。STA在使用BSS的服务之前，必须与AP完成鉴权和关联过程，若成功关联则AP为STA分配关联标识信息，称为Association identifier(简称AID)，AID为STA的在本BSS的身份标识，即可以与本BSS内其他STA通过AID相区分，但是属于不同BSS的STA可能使用同一个AID。同时多个BSS通过分配系统(DS，distribution system)相连后，可以组成ESS(extended service set)。多个STAs也可以组成一个自组织无线局域网，称之为IBSS(independent BSS)，IBSS中STA可以直接进行通信。

多个无线站点共享信道时，无线环境的冲突检测变得非常困难，其中一大问题就是隐藏站点。例如，站点A向B发送数据，同时站点C也向B发送数据，由于C和A彼此都处于对方的覆盖范围之外，A和C同时发送将导致冲突。从A的角度来看，C即是一个隐藏站点。为解决隐藏站点问题，802.11提出了虚拟信道检测机制，即通过在无线帧帧头中包含预约信道时间信息，其他接收到含有时间预约信息的无线帧的旁听站点设置本地存储的一个网络分配矢量(Network Allocation Vector，NAV)，NAV的取值设置为上述时间预约信息的最大值，在该时间内，旁听站点不会发送数据，从而避免了隐藏节点竞争信道，造成碰撞。NAV减为零后，其他站点才能发送数据。例如发送方发送RTS(Request to send)帧进行信道预约，其中包含信道预约时间信息，接收方响应CTS(Clear to send)帧进行信道预约确认，其中也包含信道预约时间信息，以保护发送方后续发送的无线帧。这里要指出的是抢占信道首次发送的帧，例如RTS，其本身是没有受到保护的，即帧中的携带的预约信道时间值是保护后续帧传输的，RTS等首发帧仍然存在隐藏终端碰撞的问题，只是RTS帧本身较短，相对于比较长的数据帧其碰撞的概率较小。

另外，传统无线局域网的发展方向是提高传输速率，满足用户高吞吐数据业务的要求，并提供MAC层的QoS控制。另外，无线局域网具有MAC层的确认机制，有传输序列控制和自动重传的特性。

图1是根据相关技术的传统MAC帧头帧示意图，如图1所示，帧头中必须有帧控制字段，图2是根据相关技术的帧控制字段示意图，如图2所示。为了满足上述信道时间预约机制，传统MAC帧头中必须携带Duration/ID域；为了适应上述多种网络结构下的通信，例如在ESS中，属于不同BSS中的STA想要通信，就要通过双方关联的AP和DS进行通信，这样就需要发送地址TA，源地址SA，接收地址RA，目的地址DA四个MAC地址，目前无线局域网的数据帧MAC帧头包含至少3个MAC帧头；为了满足高吞吐和QoS控制及序列控制，帧头中还有相应的控制字段。