專利名稱：多重訪問(wèn)系統(tǒng)中物理層的自適應(yīng)調(diào)制及其他擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在一個(gè)通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，該系統(tǒng)具有在應(yīng)用多個(gè)傳輸模式的情況下對(duì)傳輸介質(zhì)的集中或分散組織的訪問(wèn)。本發(fā)明特別涉及在基于CSMA/CA(Carrier Sense Multiple AccessCollision Avoidance)的訪問(wèn)系統(tǒng)中用于自適應(yīng)調(diào)制的信令模式。
在移動(dòng)無(wú)線傳輸中嚴(yán)重的問(wèn)題是移動(dòng)無(wú)線信道的頻率選擇性。由于較大渡越時(shí)間差的多路徑傳播引起的頻率選擇性導(dǎo)致接收信號(hào)的嚴(yán)重線性失真，必須對(duì)該失真使用復(fù)雜的矯正器或Viterbi檢測(cè)。克服頻率選擇信道的缺點(diǎn)的適當(dāng)措施是所謂的自適應(yīng)調(diào)制(AM)，下面詳細(xì)說(shuō)明自適應(yīng)調(diào)制。
在OFDM系統(tǒng)(正交頻分復(fù)用Orthogonal Frequency DevisionMultiplexing)中自適應(yīng)調(diào)制用于降低頻率選擇的衰落信道缺點(diǎn)。對(duì)此經(jīng)過(guò)各個(gè)副載波傳輸數(shù)據(jù)。
下面簡(jiǎn)短闡述自適應(yīng)調(diào)制的原理。發(fā)射機(jī)經(jīng)過(guò)無(wú)線信道把數(shù)據(jù)傳輸給接收機(jī)。在發(fā)射機(jī)中首先通過(guò)編碼器和交織器對(duì)必須發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼并且交織。接下來(lái)按信道特性以不同的調(diào)制等級(jí)調(diào)制數(shù)據(jù)。為此適當(dāng)?shù)恼{(diào)制字母順序/方法是例如具有各自調(diào)制等級(jí)1、2、4和6的、已知的幅移鍵控/相移鍵控方法BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等等。在高信號(hào)/噪聲距離情況下以高的位數(shù)調(diào)制各自副載波，而在低信噪比的情況下滿足較低位數(shù)。通常在接收機(jī)中估算信噪比，并且對(duì)于各個(gè)副載波轉(zhuǎn)換為所謂的位加載表。例如如此的位加載表可以包含關(guān)于信噪比或有選擇地包含每個(gè)副載波的請(qǐng)求的調(diào)制等級(jí)的信息。該位加載表被傳遞給發(fā)射機(jī)，以致發(fā)射機(jī)可以相應(yīng)控制自適應(yīng)調(diào)制的信號(hào)分離器DEMUX和多工器MUX。
信號(hào)分離器DEMUX把由交織器獲得的位流傳遞給各一個(gè)分配給確定調(diào)制等級(jí)的調(diào)制器MOD1、...、MODn-1、MODn。對(duì)此調(diào)制器MOD1例如可以是BPSK調(diào)制器，調(diào)制器MODn是64QAM調(diào)制器。然后通過(guò)同樣經(jīng)過(guò)位加載表控制的多工器MUX對(duì)在各自調(diào)制之后獲得的矢量進(jìn)行快速傅立葉反變換IFFT。在那里矢量移置到用于傳輸?shù)母髯愿陛d波上并且接下來(lái)在載頻上上調(diào)制矢量。
在接收機(jī)中主要相反執(zhí)行這個(gè)過(guò)程。首先數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)快速傅立葉變換由各個(gè)副載波作為矢量獲得。后面的信號(hào)分離器DEMUX對(duì)應(yīng)于位加載表把數(shù)據(jù)分配給適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)器。由解調(diào)器DEMOD1、...、DEMODn-1、DEMODn獲得的位流經(jīng)過(guò)多工器MUX供給去交織器和信道解碼器。
正如已經(jīng)提到的，所希望的位加載表從發(fā)射機(jī)傳輸給接收機(jī)用于自適應(yīng)調(diào)制。對(duì)此關(guān)鍵點(diǎn)是，在接收機(jī)中典型地在RSSI(Radio SignalStrength Indication)和SNR(Signal to Noise/InterferenceRatio)的基礎(chǔ)上計(jì)算位加載表并且該位加載表必須傳遞給發(fā)射機(jī)。對(duì)于TDD模式(時(shí)分雙工Time Division Duplex)通常在位加載表有效的時(shí)期采用WSS信道(白平穩(wěn)White Sense Stationary)。
在標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11a中詳細(xì)說(shuō)明了媒體訪問(wèn)控制(媒體訪問(wèn)控制Medium Access Control、MAC)和無(wú)線LAN系統(tǒng)的物理特征。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的媒體訪問(wèn)控制單元關(guān)于其對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問(wèn)權(quán)限依賴于頻譜的可支配性應(yīng)當(dāng)支持物理層元件。
原則上提供訪問(wèn)的二個(gè)協(xié)調(diào)可能性集中和分散訪問(wèn)功能。在集中訪問(wèn)功能(Point Coordination Function，PCF)中，只要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，協(xié)調(diào)功能邏輯僅僅在一個(gè)站中或者在一組終端(Basic ServiceSet、BSS)的一個(gè)終端中有效。與此相反在分散訪問(wèn)功能(分散協(xié)調(diào)功能Distributed Coordination Function、DCF)中，只要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，相同的協(xié)調(diào)功能邏輯在每個(gè)站或者終端組的每個(gè)終端內(nèi)有效。
為此

圖1指出了按照標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的分散訪問(wèn)系統(tǒng)(DFC)的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。關(guān)于在本文獻(xiàn)中應(yīng)用的縮寫(xiě)和概念參見(jiàn)該標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)圖1參與通信的有發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及其他。在等候時(shí)間、所謂的DFC幀隙(DIFS)之后發(fā)射機(jī)給網(wǎng)絡(luò)傳輸一個(gè)RTS信號(hào)(準(zhǔn)備發(fā)送Ready to send)。在較短的等待時(shí)間(短幀隙Short InterframeSpace、SIFS)之后接收機(jī)發(fā)送CTS信號(hào)(清除發(fā)送Clear to Send)，以該信號(hào)接收機(jī)表明其接收準(zhǔn)備就緒。再度在較短等待時(shí)間SIFS之后發(fā)射機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中傳送必須傳遞的數(shù)據(jù)Data。在傳輸和等待時(shí)間SIFS之后接收機(jī)以確認(rèn)信息ACK(確認(rèn)Acknowledge)確認(rèn)收到數(shù)據(jù)。對(duì)此等待時(shí)間SIFS和DIFS為16μs或者34μs。
在另外的通信用戶處向量NAV(網(wǎng)絡(luò)分配矢量NetworkAllocation Vector)設(shè)置為啟動(dòng)RTS信號(hào)或CTS信號(hào)，該向量表明，在各自站的無(wú)線介質(zhì)(無(wú)線介質(zhì)Wireless Medium)上可以多長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行傳輸。
當(dāng)在接收機(jī)的確認(rèn)ACK之后等待時(shí)間DIFS延長(zhǎng)時(shí)，才可能再度訪問(wèn)無(wú)線系統(tǒng)。在接下來(lái)的爭(zhēng)用窗口、所謂的“爭(zhēng)用窗”中為了避免沖突延遲了一個(gè)隨機(jī)的補(bǔ)償時(shí)間。
在圖2中闡明了在圖1中示出的幀的幀格式或者數(shù)據(jù)包格式。在這個(gè)關(guān)系中在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的協(xié)調(diào)以及因此各自的尋址是特別重要的。在RTS幀內(nèi)重新找到以六個(gè)八位位組編碼的發(fā)射機(jī)地址TA(Transmitter Address)。同樣在CTS幀內(nèi)以六個(gè)八位位組編碼接收機(jī)地址。由發(fā)射機(jī)發(fā)出的Data幀在地址塊“地址2”中包含目標(biāo)地址。由接收機(jī)反向發(fā)送用于確認(rèn)的ACK幀中再度包含接收機(jī)地址RA(接收機(jī)地址Receiver Address)，以致發(fā)射機(jī)可以明確分配該確認(rèn)。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提高通信系統(tǒng)內(nèi)的信道容量。
為了解決這個(gè)任務(wù)根據(jù)本發(fā)明預(yù)先規(guī)定一種方法，該方法用于通過(guò)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)發(fā)送至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)、根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)通過(guò)接收機(jī)計(jì)算關(guān)于傳輸模式的分配表、分配表從接收機(jī)發(fā)送到發(fā)射機(jī)并且在應(yīng)用根據(jù)分配表的傳輸模式之一的情況下從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)或從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，在通信系統(tǒng)內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)、該通信系統(tǒng)具有在應(yīng)用多個(gè)傳輸模式的情況下對(duì)傳輸介質(zhì)的分散組織的訪問(wèn)。
此外為了解決上述任務(wù)準(zhǔn)備提供一種方法，該方法用于通過(guò)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)發(fā)送至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)、根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)通過(guò)接收機(jī)計(jì)算關(guān)于傳輸模式的分配表、分配表從接收機(jī)發(fā)送到發(fā)射機(jī)并且在應(yīng)用在分配表中傳遞的、根據(jù)分配表的傳輸介質(zhì)的情況下從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，在通信系統(tǒng)內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)、該通信系統(tǒng)具有在應(yīng)用多個(gè)傳輸模式的情況下對(duì)傳輸介質(zhì)的集中組織的訪問(wèn)。
因此在多重訪問(wèn)系統(tǒng)、比如CSMA系統(tǒng)(Carrier Sense MultipleAccess)中也可以在根據(jù)本發(fā)明的位加載信令模式的基礎(chǔ)上應(yīng)用自適應(yīng)調(diào)制。可是對(duì)于自適應(yīng)調(diào)制所希望的位加載表正確地從接收機(jī)傳輸給發(fā)射機(jī)是絕對(duì)必需的。如果不是這種情況，那么可能出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾。通過(guò)應(yīng)用位加載信令模式完全能夠傳輸自適應(yīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)包，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)制該傳輸更容易抵御包錯(cuò)誤。
所建議的解決方案特別有益地能夠應(yīng)用于具有分散訪問(wèn)的CSMA/CA模式(沖突避免Collision Avoidance)，在該模式中RTS信號(hào)(Ready to Send)、CTS信號(hào)(清除發(fā)送Clear to send)和NAV(Network Allocation Vector)用于保留數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓步橘|(zhì)并且也許確認(rèn)信息ACK(確認(rèn)Acknowledge)也用于確認(rèn)數(shù)據(jù)接收。因此自適應(yīng)調(diào)制在基本水平上可以用于基于CSMA/CA訪問(wèn)的OFDM系統(tǒng)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)或MC/CDMA系統(tǒng)(Multi Carrier Code Division Multiple Access)。
正如已經(jīng)簡(jiǎn)述的，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠非常有益地用于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)。對(duì)此可以在用于分散訪問(wèn)的RTS信號(hào)中發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)用于計(jì)算位加載表。此外適當(dāng)?shù)氖?，發(fā)射機(jī)在RTS信號(hào)中在接收機(jī)處詢問(wèn)，是否接收機(jī)能夠自適應(yīng)調(diào)制并且也許能夠在物理層的范圍內(nèi)實(shí)施附加功能、所謂的PHY擴(kuò)展。
以類似的方式接收機(jī)有益地在CTS信號(hào)中在發(fā)射機(jī)處詢問(wèn)自適應(yīng)調(diào)制和也許其他PHY擴(kuò)展的實(shí)施可能性。同時(shí)接收機(jī)把根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算出的分配表或者位加載表在CTS信號(hào)中傳送給發(fā)射機(jī)。
對(duì)于借助于二個(gè)通信終端設(shè)備的自適應(yīng)調(diào)制的雙向數(shù)據(jù)通信特別強(qiáng)調(diào)，每個(gè)終端設(shè)備不僅可以是發(fā)射機(jī)而且也可以是接收機(jī)。在IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)借助于三個(gè)OFDM數(shù)據(jù)符號(hào)傳輸位加載表是合理的，這三個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)分別由24個(gè)數(shù)據(jù)位組成。
可以在接收機(jī)的CTS信號(hào)中完成確認(rèn)特殊的PHY擴(kuò)展的應(yīng)用。
不僅在集中訪問(wèn)的情況下而且也在分散訪問(wèn)的情況下，只要在發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)中不存在當(dāng)前的位加載表，則以固定調(diào)制模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
二個(gè)系統(tǒng)、具有分散訪問(wèn)的系統(tǒng)和具有集中訪問(wèn)的系統(tǒng)、可以時(shí)間上交錯(cuò)轉(zhuǎn)換，如此可以并行應(yīng)用各自特殊的元件。
現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明，在圖中指出了圖1根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的DCF數(shù)據(jù)交換(DistributedCoordination Function)的信令模式；圖2按照?qǐng)D1的數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)；圖3在具有分散訪問(wèn)的傳輸系統(tǒng)中位加載表的根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)交換模式；
圖4來(lái)自圖3的信令模式的一部分；圖5在具有集中訪問(wèn)的傳輸系統(tǒng)中用于位加載表的根據(jù)本發(fā)明的信令模式；圖6圖5的信令模式的變體；圖7具有所包含的位加載表的數(shù)據(jù)包幀；和圖8在集中和分散的訪問(wèn)方法中在數(shù)據(jù)塊和補(bǔ)償過(guò)程之間的時(shí)間間隔、所謂的幀隙(IFS)的時(shí)間關(guān)系。
下面描述的實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
在圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的信令模式在基本特征上與圖1的信令模式一致，并且因此基于標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11。可是正如在圖中粗箭頭表明的，改變各自數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容。為了實(shí)施自適應(yīng)調(diào)制在發(fā)射機(jī)的RTS信號(hào)中詢問(wèn)接收機(jī)的位加載表。接收機(jī)再度把位加載表綜合在其CTS信息中，接收機(jī)根據(jù)RTS信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算位加載表。發(fā)射機(jī)把由發(fā)射機(jī)在CTS信息中接收到的位加載表用于發(fā)送在數(shù)據(jù)包“Data”中的數(shù)據(jù)。
通過(guò)在圖3中的細(xì)箭頭表明第二信令模式。因此接收機(jī)在CTS信息中請(qǐng)求發(fā)射機(jī)的位加載表。發(fā)射機(jī)根據(jù)來(lái)自CTS信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)計(jì)算正向信道的當(dāng)前位加載表并且該位加載表綜合在必須發(fā)送給接收機(jī)的數(shù)據(jù)包“Data”中。同時(shí)已經(jīng)根據(jù)已確定的位加載表自適應(yīng)調(diào)制在數(shù)據(jù)包“Data”中必須傳遞的數(shù)據(jù)。
在時(shí)間雙工運(yùn)行中一個(gè)確定的終端設(shè)備分別或者是發(fā)射機(jī)或者是接收機(jī)。在二種上述情況下(在圖3中的粗箭頭和細(xì)箭頭)在二個(gè)通信終端設(shè)備中執(zhí)行必須的發(fā)射機(jī)功能和接收機(jī)功能。
與圖1的比較表明，等待周期SIFS和DIFS沒(méi)有改變。
在圖4的信令模式中總結(jié)并補(bǔ)充了在CSMA/CA系統(tǒng)中分散訪問(wèn)的主要根據(jù)本發(fā)明的步驟。發(fā)射機(jī)的RTS數(shù)據(jù)包包含對(duì)自適應(yīng)調(diào)制的詢問(wèn)并且此外也許包含詢問(wèn)關(guān)于物理層的特殊擴(kuò)展功能(PHYextensions)的應(yīng)用。通過(guò)如此的PHY擴(kuò)展能夠定義傳輸模式，其超越了在HIPERLAN/2標(biāo)準(zhǔn)中定義的“物理層方式”。對(duì)此的一個(gè)實(shí)例是已知的“空間頻率塊編碼”。
可以借助于各個(gè)對(duì)方站、也就是說(shuō)發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)的分配表已知物理層的如此擴(kuò)展，并且可以商定在二個(gè)終端之間的特殊擴(kuò)展，然后在數(shù)據(jù)傳輸期間應(yīng)用該擴(kuò)展。對(duì)此分配表可以包含一個(gè)所謂的“位加載表”，該位加載表用于自適應(yīng)調(diào)制。主要分三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)這個(gè)“商定”在第一步驟中第一終端已知其支持哪些擴(kuò)展。在第二步驟中第二終端已知其支持哪些擴(kuò)展。在第三步驟中第一終端對(duì)于一個(gè)或多個(gè)共同支持的擴(kuò)展判定用于接下來(lái)傳輸?shù)臄U(kuò)展。
根據(jù)圖4接收機(jī)的CTS數(shù)據(jù)包包含位加載表。此外該CTS數(shù)據(jù)包包含關(guān)于應(yīng)用特殊PHY擴(kuò)展(PHY擴(kuò)展PHY extension)的確認(rèn)信息。
發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)包“Data”包含真正必須傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)于由接收機(jī)獲得的位加載表自適應(yīng)調(diào)制這些數(shù)據(jù)。為了傳輸所述數(shù)據(jù)選擇具有特殊PHY擴(kuò)展的傳輸模式。
在一定的等待時(shí)間之后接收機(jī)發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包ACK，該確認(rèn)數(shù)據(jù)包ACK包含關(guān)于正確或不正確接收數(shù)據(jù)包“Data”的確認(rèn)信息。
圖5指出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的PCF數(shù)據(jù)傳遞，其中集中協(xié)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)的訪問(wèn)。在該系統(tǒng)中傳遞間隔稱作“無(wú)爭(zhēng)用重復(fù)間隔”。該間隔由無(wú)爭(zhēng)用周期(無(wú)爭(zhēng)用周期Contention-Free Period)和一個(gè)這樣的周期(爭(zhēng)用周期Contention period)組成，在該周期中關(guān)于各個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)的訪問(wèn)進(jìn)行爭(zhēng)用。在無(wú)爭(zhēng)用周期內(nèi)集中調(diào)節(jié)訪問(wèn)，而在爭(zhēng)用周期內(nèi)分散協(xié)調(diào)訪問(wèn)。
在等待時(shí)間PIFS(PCF幀隙)之后通過(guò)主機(jī)的起始信號(hào)(信號(hào)Beacon)開(kāi)始傳遞，該主機(jī)集中協(xié)調(diào)一組用戶對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)的訪問(wèn)。對(duì)此在集中協(xié)調(diào)的運(yùn)行模式中從主機(jī)到用戶的數(shù)據(jù)傳輸稱作下行鏈路(DL)，從用戶到主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸稱為上行鏈路(UL)。在較短的等待時(shí)間SIFS之后根據(jù)圖5主機(jī)在連接D1中以輪詢?cè)儐?wèn)給用戶X發(fā)送數(shù)據(jù)，其中“D1”中的D表示下行鏈路并且“1”表示到用戶X的連接1，用戶X以輪詢?cè)儐?wèn)請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)，只要用戶希望發(fā)送數(shù)據(jù)。在同樣較短的等待時(shí)間SIFS之后用戶X在上行鏈路U1中以確認(rèn)信息ack把其數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)，其中“U1”中的“U”表示上行鏈路并且“1”表示用戶X的第一連接。再度在較短的等待時(shí)間SIFS之后主機(jī)在連接D2中以對(duì)用戶Y的輪詢?cè)儐?wèn)給用戶Y發(fā)送數(shù)據(jù)。同時(shí)主機(jī)隨著這個(gè)信息發(fā)送用戶X的一個(gè)確認(rèn)ack，用戶X在連接U1中已正確接收數(shù)據(jù)。接下來(lái)主機(jī)在連接U2中以這個(gè)確認(rèn)ack從用戶Y獲得數(shù)據(jù)，即在連接D2中數(shù)據(jù)正確到達(dá)用戶Y。
接下來(lái)主機(jī)在連接D3中以數(shù)據(jù)詢問(wèn)用戶Z，該用戶Z沒(méi)有應(yīng)答，接著在連接D4中以數(shù)據(jù)詢問(wèn)用戶Z以及觸發(fā)輪詢?cè)儐?wèn)，其中主機(jī)不需要給用戶Z發(fā)送確認(rèn)ack，因?yàn)橛脩魶](méi)有應(yīng)答。然后用戶W在連接U4中以這個(gè)確認(rèn)信息ack發(fā)送數(shù)據(jù)，即用戶W在連接D4中已正確從主機(jī)接收數(shù)據(jù)。在無(wú)爭(zhēng)用周期內(nèi)以主機(jī)的結(jié)束信號(hào)CF-End改變這種示范的數(shù)據(jù)交換。接下來(lái)進(jìn)行爭(zhēng)用周期，在該周期內(nèi)每個(gè)用戶本身優(yōu)選地以分散協(xié)調(diào)的DCF運(yùn)行模式協(xié)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)的訪問(wèn)。
通過(guò)向量NAV(網(wǎng)絡(luò)分配矢量Network Allocation Vector)表明無(wú)爭(zhēng)用時(shí)間(無(wú)爭(zhēng)用周期Contention-Free Period)。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有站或者沒(méi)有用戶開(kāi)始在介質(zhì)上傳輸。在無(wú)爭(zhēng)用時(shí)間結(jié)束時(shí)復(fù)位NAV向量(復(fù)位NAV)。在復(fù)位后的較短停留時(shí)間之后實(shí)際上無(wú)爭(zhēng)用時(shí)間已結(jié)束，如此得出最大的無(wú)爭(zhēng)用時(shí)間CF_Max_Duration。
根據(jù)本發(fā)明繼續(xù)應(yīng)用該數(shù)據(jù)傳輸模式，其中考慮到自適應(yīng)調(diào)制補(bǔ)充各個(gè)數(shù)據(jù)塊。在圖5中通過(guò)在各自數(shù)據(jù)塊上的細(xì)箭頭表明對(duì)于自適應(yīng)調(diào)制必需的位加載表的信令。如此在從主機(jī)到用戶之一的每個(gè)數(shù)據(jù)傳遞中詢問(wèn)自適應(yīng)調(diào)制的用戶數(shù)據(jù)。該詢問(wèn)除了含蓄或明確詢問(wèn)是否被詢問(wèn)的站能夠自適應(yīng)調(diào)制外也包含對(duì)具體應(yīng)用的位加載表的詢問(wèn)。每個(gè)被詢問(wèn)的用戶在連接U1、U2或U4中在其數(shù)據(jù)包內(nèi)分別發(fā)送由用戶計(jì)算的位加載表并且該位加載表已經(jīng)應(yīng)用于在連接U1、U2和U4中分別必須傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
在圖5的圖解中每一個(gè)用戶(用戶X、用戶Y、用戶Z和用戶W)在無(wú)爭(zhēng)用期間分別僅僅一次由主機(jī)詢問(wèn)或者輪詢。因此主機(jī)在連接D1、D2、D3和D4中以固定調(diào)制給各自用戶發(fā)送其數(shù)據(jù)。可是如果在無(wú)爭(zhēng)用周期內(nèi)主機(jī)多次詢問(wèn)用戶并且用戶給主機(jī)已發(fā)送了當(dāng)前的位加載表，則主機(jī)可能從給同一用戶的第二個(gè)傳輸起把當(dāng)前的位加載表用于自適應(yīng)調(diào)制代替固定調(diào)制。
在圖6中示出了具有自適應(yīng)調(diào)制的如此CSMA模式。在時(shí)間間隔T0內(nèi)發(fā)射機(jī)或者主機(jī)給出無(wú)爭(zhēng)用周期(Contention-Free Period)的起始信號(hào)(Beacon)。以在時(shí)間間隔T6中的信號(hào)CF-End結(jié)束該周期。在時(shí)間間隔T1中主機(jī)(發(fā)射機(jī))在連接D1中給一個(gè)確定的用戶(接收機(jī))傳輸數(shù)據(jù)Data1，接收機(jī)以輪詢信息poll應(yīng)答主機(jī)。同時(shí)主機(jī)(發(fā)射機(jī))請(qǐng)求位加載表。在時(shí)間間隔T2中位加載表從用戶(接收機(jī))傳遞給主機(jī)(發(fā)射機(jī))，并且始終還是應(yīng)用固定調(diào)制用于把數(shù)據(jù)Data1從用戶(接收機(jī))傳輸給主機(jī)(發(fā)射機(jī))。對(duì)此通常在連接D1中主機(jī)的數(shù)據(jù)Data1與在連接U1中的用戶數(shù)據(jù)Data1不同。用戶(接收機(jī))以確認(rèn)信息ack確認(rèn)從主機(jī)(發(fā)射機(jī))接收數(shù)據(jù)Data1。此外用戶(接收機(jī))請(qǐng)求主機(jī)(發(fā)射機(jī))的位加載表。在時(shí)間間隔T3中主機(jī)(發(fā)射機(jī))在應(yīng)用在時(shí)間間隔T2中接收到的位加載表的情況下傳遞另外的數(shù)據(jù)Data2。此外主機(jī)把被詢問(wèn)的位加載表傳遞給用戶(接收機(jī))。在時(shí)間間隔T4中用戶(接收機(jī))在應(yīng)用在時(shí)間間隔T3中接收到的位加載表的情況下把其數(shù)據(jù)Data2發(fā)送給主機(jī)(發(fā)射機(jī))。
在該信令模式中可以或者只在詢問(wèn)上或者在每個(gè)數(shù)據(jù)傳遞中傳輸更新的位加載表。
圖7指出了如在IEEE 802.11a詳細(xì)說(shuō)明的OFDM系統(tǒng)之內(nèi)可以應(yīng)用的PLCP數(shù)據(jù)幀一樣的其結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)幀稱為PPDU(PLCP ProtocolData Unit)，該P(yáng)PDU基于PLCP協(xié)議(Physical Layer ConvergenceProtocol)。PPDU具有一個(gè)帶有十二個(gè)符號(hào)的PLCP前言。一個(gè)單符號(hào)的數(shù)據(jù)部分SIGNAL接在其后，SIGNAL由一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸率RATE、保留位、長(zhǎng)度說(shuō)明、奇偶校驗(yàn)位和所謂的結(jié)尾組成。
根據(jù)本發(fā)明接下來(lái)的三個(gè)OFDM符號(hào)、該符號(hào)分別由24位組成、用于自適應(yīng)調(diào)制或者物理層擴(kuò)展(PHY擴(kuò)展PHY extension)。這三個(gè)符號(hào)由具有二個(gè)位的報(bào)頭、具有48位的位加載信息、具有16位的循環(huán)冗余代碼CRC和具有16位的結(jié)尾共同組成。
在用于自適應(yīng)調(diào)制的三個(gè)符號(hào)的后面是真正的必須傳輸?shù)臄?shù)據(jù)Data，該數(shù)據(jù)具有一個(gè)帶有不一樣多OFDM符號(hào)的可變長(zhǎng)度。Data部分具有已知的、帶有十二個(gè)業(yè)務(wù)位的結(jié)構(gòu)、PLCP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元PSDU、具有六個(gè)位的結(jié)尾和若干填充位。
以編碼的OFDM、在本情況中是BPSK、1/2來(lái)傳輸PPDU的組成部分、該P(yáng)PDU以“SIGNAL”、“PHY擴(kuò)展”和“Data”表示。在SIGNAL部分中傳輸數(shù)據(jù)部分的速率。
因此通過(guò)在根據(jù)IEEE 802.11a技術(shù)條件的CTS信息中嵌入并應(yīng)用僅僅三個(gè)OFDM符號(hào)、該OFDM符號(hào)需要12μs的時(shí)間、實(shí)現(xiàn)PPDU的自適應(yīng)調(diào)制。對(duì)此保留位或RATE字段表明自適應(yīng)調(diào)制的字段(PHYextension Field)。
最后圖8指出，保留避免沖突的補(bǔ)償過(guò)程不變，正如已經(jīng)在圖1中簡(jiǎn)述。特別是為了自適應(yīng)調(diào)制保留所有DIFS時(shí)間間隔、PIFS時(shí)間間隔和SIFS時(shí)間間隔不變。如此在訪問(wèn)推遲后在爭(zhēng)用窗口內(nèi)(Contention Window)的無(wú)爭(zhēng)用期間選擇相應(yīng)的時(shí)間段并且只要介質(zhì)空閑就一直減少補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.用于在應(yīng)用多傳輸模式的情況下在具有對(duì)傳輸介質(zhì)的分散組織訪問(wèn)的通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，通過(guò)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)發(fā)送至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)通過(guò)接收機(jī)計(jì)算關(guān)于傳輸模式的分配表，由接收機(jī)把分配表發(fā)送給發(fā)射機(jī)并且在應(yīng)用根據(jù)分配表的傳輸模式之一的情況下從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)或從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)(Data)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，按照IEEE 802.11詳細(xì)說(shuō)明該方法的基礎(chǔ)。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中在RTS信息中傳輸所述導(dǎo)頻信號(hào)。
4.按照權(quán)利要求2或3的方法，其中所述分配表包含用于自適應(yīng)調(diào)制的位加載表和/或擴(kuò)展物理層的擴(kuò)展數(shù)據(jù)，該擴(kuò)展超出標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11a或物理層的其他標(biāo)準(zhǔn)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一的方法，其中在RTS信息中發(fā)射機(jī)詢問(wèn)自適應(yīng)調(diào)制和/或詢問(wèn)物理層的擴(kuò)展，該擴(kuò)展超出標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11a。
6.按照權(quán)利要求2至5之一的方法，其中在CTS信息中傳輸接收機(jī)的、關(guān)于自適應(yīng)調(diào)制和/或物理層擴(kuò)展的詢問(wèn)和/或確認(rèn)，該擴(kuò)展超越標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11a。
7.按照權(quán)利要求2至6之一的方法，其中在CTS信息中傳輸接收機(jī)的分配表。
8.按照權(quán)利要求2至7之一的方法，其中通信終端設(shè)備不僅包含發(fā)射機(jī)功能而且也包含接收機(jī)功能，并且或者從接收機(jī)把分配表傳輸給發(fā)射機(jī)或者相反從發(fā)射機(jī)傳輸該分配表給接收機(jī)。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中在數(shù)據(jù)傳遞包(Data)中應(yīng)用所述分配表。
10.按照權(quán)利要求2至9之一的方法，其中至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)、優(yōu)選地是三個(gè)分別由24位組成的數(shù)據(jù)符號(hào)用于傳輸分配表。
11.按照權(quán)利要求2至10之一的方法，其中在CTS信息中確認(rèn)應(yīng)用物理層的特殊擴(kuò)展，該擴(kuò)展超越標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11a。
12.用于在應(yīng)用多傳輸模式的情況下在具有對(duì)傳輸介質(zhì)的集中組織訪問(wèn)的通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，通過(guò)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)發(fā)送至少一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)通過(guò)接收機(jī)計(jì)算關(guān)于傳輸模式的分配表，從接收機(jī)把分配表發(fā)送給發(fā)射機(jī)并且在應(yīng)用在分配表中傳遞的、根據(jù)分配表的傳輸模式的情況下從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其中只要不存在關(guān)于傳輸模式的分配表，就以固定的調(diào)制模式調(diào)制必須發(fā)送的數(shù)據(jù)。
14.按照權(quán)利要求12或13的方法，其中所述分配表包含用于自適應(yīng)調(diào)制的位加載表和/或擴(kuò)展物理層的擴(kuò)展數(shù)據(jù)，該擴(kuò)展超出標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11a或物理層的其他標(biāo)準(zhǔn)。
15.按照權(quán)利要求1至14之一的方法，其中通信系統(tǒng)是一個(gè)多重訪問(wèn)系統(tǒng)并且特別是一個(gè)優(yōu)選地按照標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的CSMA系統(tǒng)。
16.按照權(quán)利要求1至15之一的方法，其中至少部分由自適應(yīng)調(diào)制產(chǎn)生所述傳輸模式。
17.用于發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的方法，其中按照權(quán)利要求1至11之一的方法和按照權(quán)利要求12至16之一的方法時(shí)間上交錯(cuò)。
全文摘要
在一個(gè)特別按照IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)化的通信系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)改善數(shù)據(jù)交換。為此建議，在對(duì)傳輸介質(zhì)的分散組織的訪問(wèn)、優(yōu)選地是具有分散協(xié)調(diào)功能(DCF)的IEEE 802.11系統(tǒng)中、在應(yīng)用多個(gè)傳輸模式的情況下從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)發(fā)送一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，并且接下來(lái)根據(jù)接收到的導(dǎo)頻符號(hào)通過(guò)接收機(jī)計(jì)算關(guān)于傳輸模式的分配表。由接收機(jī)把該分配表傳遞給發(fā)射機(jī)，以致可以在該分配表的基礎(chǔ)上進(jìn)行接下來(lái)的數(shù)據(jù)交換。在集中組織的訪問(wèn)、優(yōu)選地是具有集中協(xié)調(diào)功能(PCF)的IEEE802.11系統(tǒng)中，由此實(shí)現(xiàn)改善，即已經(jīng)隨著分配表的傳遞相應(yīng)地自適應(yīng)調(diào)制下一個(gè)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1623301SQ03802834
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者E·波林斯, R·凱恩 申請(qǐng)人:西門子公司