專利名稱：一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方法及無線局域網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方法及 無線局域網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國際上對于下一代無線局域網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)予以很多的關(guān)注，電氣電子工程師 學(xué)會IEEE在802. Iln之后成立了專門的802. Ilac工作組，針對如何在多用戶時網(wǎng)絡(luò)媒質(zhì) 接入控制MAC層吞吐量更高(達(dá)到Kibps)以及單用戶時MAC吞吐量達(dá)到500Mbps的需求 進(jìn)行研究。目前主要的研究重點(diǎn)可以概括為子載波調(diào)制技術(shù)、物理層超幀技術(shù)、感知無線 電與帶寬聚合技術(shù)、單路多發(fā)/并發(fā)技術(shù)、下行多用戶MIMO技術(shù)、增強(qiáng)型LDPC編碼技術(shù)等。 但是，要不要在無線局域網(wǎng)中引入多址，以及如何引入多址技術(shù)至今還沒有定論。因?yàn)闃I(yè)內(nèi) 人士擔(dān)心在無線局域網(wǎng)中引入多址技術(shù)將會使無線局域網(wǎng)技術(shù)失去原來區(qū)別于蜂窩移動 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特性，從而使網(wǎng)絡(luò)變得異常復(fù)雜。因此，如何在無線局域網(wǎng)中引入多址技術(shù)，又 能保持無線局域網(wǎng)絡(luò)的原有特性將是可取的?，F(xiàn)有的多信道載波偵聽多路接入(CSMA，Carrier Sensing MultiAccess)技術(shù)，其 設(shè)計的基本思想是提高無線信道的數(shù)目，使不同的節(jié)點(diǎn)在不同的信道上同時通信。從信息 論的角度上看，在帶寬和能量一定的情況下，劃分多個信道并不能提高系統(tǒng)容量，而使用多 個信道并發(fā)傳輸可以減少碰撞和干擾，從而提高系統(tǒng)的吞吐量。按照FDMA方式將信道分為多個子信道，基于載波偵聽多路接入CSMA/沖突避免 (CA,Collision Avoiding)機(jī)制每個節(jié)點(diǎn)檢測所有的子信道，并通過競爭占用子信道。一旦 節(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)，將檢測哪個子信道空閑，并選擇一個空閑子信道?；诓煌挠布脚_， 現(xiàn)有的多信道MAC協(xié)議大致分為3類(1)單收發(fā)多信道MAC協(xié)議由于節(jié)點(diǎn)只有一個收發(fā)器，任意時刻每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上只有一激活信道，但不同的 節(jié)點(diǎn)可以同時工作在不同的信道上，這樣就增加了系統(tǒng)容量，但仍存在一些問題其一，必 須工作在802. 11的DCF中RTS/CTS開啟的狀態(tài)下，但RTS/CTS只是DCF中的可選功能，RTS/ CTS的開銷可能會增加分組時延；其二，節(jié)點(diǎn)通信時需要頻繁切換信道，實(shí)際操作中信道切 換的時間遠(yuǎn)大于22^s，由此帶來的時延使系統(tǒng)性能下降；其三，要求網(wǎng)絡(luò)整體同步。(2)多收發(fā)多信道MAC協(xié)議這種MAC協(xié)議中，一個射頻包含多個平行的射頻頭和可以支持多個同步的信道基 帶處理模塊，在物理層之上，只有一個MAC層來協(xié)調(diào)多信道的功能。在多收發(fā)這種情況下， 多信道方案相對復(fù)雜，要考慮修改MAC協(xié)議。目前還處于研發(fā)階段。(3)多接口多信道MAC協(xié)議在這種方案里，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置多個網(wǎng)卡，每個網(wǎng)卡具有獨(dú)立的MAC層和物理 層。每個網(wǎng)卡可以使用不同的頻段，節(jié)點(diǎn)在這些頻段上的通信是完全獨(dú)立的，可以同時進(jìn) 行。實(shí)際上，一個頻段上可以同時容納多個信道，但為了簡化設(shè)計和應(yīng)用，在每個頻段上都只使用了一個信道。其主要缺點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)需配置多個獨(dú)立網(wǎng)卡，造價高，節(jié)點(diǎn)結(jié) 構(gòu)更加復(fù)雜。典型協(xié)議如動態(tài)信道分配(DCA，Dynamic channel assignment)和多無線聯(lián) 合協(xié)、議(MUP, Multi-Radio unification protocol) 辦議。DCA是有控制信道的多射頻MAC協(xié)議，該協(xié)議中，總帶寬分為一個控制信道，多個 數(shù)據(jù)信道，每個信道具有相同帶寬?？刂菩诺烙糜诮鉀Q信道沖突并為每個節(jié)點(diǎn)分配信道，數(shù) 據(jù)信道用于傳輸數(shù)據(jù)。每個節(jié)點(diǎn)有兩個網(wǎng)卡，即控制網(wǎng)卡和數(shù)據(jù)網(wǎng)卡，控制網(wǎng)卡在控制信道 上與其他節(jié)點(diǎn)交換控制信息，得到接入數(shù)據(jù)信道的許可，數(shù)據(jù)網(wǎng)卡則動態(tài)地切換到選定數(shù) 據(jù)信道上傳輸數(shù)據(jù)。DCA中使用了專用控制信道，導(dǎo)致信道利用率低。MUP是在符合IEEE 802. 11系列標(biāo)準(zhǔn)的硬件基礎(chǔ)上開發(fā)的具備多決網(wǎng)卡的多信道 MAC方案，它在鏈路層實(shí)現(xiàn)，因此在不需要修改現(xiàn)有應(yīng)用層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的上層協(xié)議的 基礎(chǔ)上，節(jié)點(diǎn)就能使用多信道。為了隱藏多網(wǎng)卡的復(fù)雜性，MUP用一個虛MAC地址代替多個 無線網(wǎng)卡的實(shí)際MAC地址。因此，MUP稱為多射頻統(tǒng)一協(xié)議，從應(yīng)用層角度看來，系統(tǒng)仍工 作在單網(wǎng)卡上。然而，在MUP中，仍然有一些問題需要進(jìn)一步研究解決。MUP為每一個選定的網(wǎng)卡 分配一段隨機(jī)時間。這種機(jī)制無法保證系統(tǒng)性能，因?yàn)榫W(wǎng)卡獲得最佳性能的時間不是隨機(jī) 的，而是與無線信道特性及使用同一信道的節(jié)點(diǎn)的干擾有關(guān)。切換信道后，數(shù)據(jù)包需要重新 排序?？傊?，單信道MAC協(xié)議DCF通過CSMA/CA減少發(fā)生沖突的可能性，并將RTS/CTS用 于信道帶寬預(yù)留，減少沖突造成的帶寬損耗。但由于可用信道只有一個，節(jié)點(diǎn)對于信道的競 爭非常激烈，CSMA和RTS/CTS并不能避免業(yè)務(wù)沖突頻繁發(fā)生，造成低的端到端吞吐量。單 收發(fā)器多信道MAC協(xié)議MMAC使用可選信道表、SSCH通過信道跳變表來協(xié)調(diào)多信道的使用， 帶來較大的網(wǎng)絡(luò)性能提升。但這兩個協(xié)議需要經(jīng)常切換信道，帶來時間延遲，而且要求網(wǎng)絡(luò) 整體同步。多接口 MAC協(xié)議MUP、DCA使用多個接口支持多個射頻信道，不需要頻繁切換 信道，也不要求網(wǎng)絡(luò)整體同步。因此與分布式協(xié)調(diào)功能(DCF，Distributed Coordinate Function)相比，獲得了更大的性能提升。但多接口 MAC協(xié)議的節(jié)點(diǎn)需要配置多個接口，成 本高。DCA 和基于 MAC 的主信道分配(PCAM，Primary Channel Assignment based MAC)協(xié) 議中有專用控制信道，控制信道飽和會成為帶寬利用率的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址方式的方法及無線局域網(wǎng)系 統(tǒng)，可有效地提高網(wǎng)絡(luò)的MAC吞吐量。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方法，包括按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為M個子信道，所述子信道包括若干個子 載波；M >2，M為自然數(shù)；無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制分別占用所述M個子 信道；當(dāng)所述M個子信道中N個子信道被占用，則后續(xù)站點(diǎn)在其余M-N個子信道上進(jìn)行 競爭獲取子信道，N為自然數(shù)，N < M。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于無線局域網(wǎng)的多址系統(tǒng)，包括信道劃分單元，按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為至少兩個子信道，每個 子信道包括若干個子載波；信道調(diào)度單元，基于無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制 信道競爭使用所述各子信道的結(jié)果調(diào)度子信道。本發(fā)明提供的在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方案，通過正交頻分復(fù)用方式將可用頻 段劃分為M個子信道，即在頻率上以O(shè)FDM的方式分為子載波組，采用載波監(jiān)聽多路訪問/ 沖突避免機(jī)制占用所述子信道。這樣以O(shè)FDMA的方式實(shí)現(xiàn)多信道的CSMA機(jī)制，靈活的地實(shí) 現(xiàn)了下一代無線局域網(wǎng)絡(luò)的多址，并且在子信道上進(jìn)行的CSMA機(jī)制能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)
的吞吐量。說明書附1是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)多址方式的方法流程圖；圖加和2b是本發(fā)明實(shí)施例提供的頻道劃分示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中采用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提供的站點(diǎn)占有信道示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中提供的可用向量列表中子載波組占有情況示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例中提供的多對站點(diǎn)各自占有信道示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中站點(diǎn)通信時序示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例中多站點(diǎn)競爭信道的示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例中多站點(diǎn)采用時頻二維隨機(jī)退避機(jī)制競爭信道的示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例中新設(shè)置的可用向量列表的示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)送端與接收端之間確定信道的原理示意圖；圖12a和12b分別是本發(fā)明實(shí)施例中提供的RTS及CTS消息的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖13a和12b分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)送端和接收端的物理層處理流程示意 圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例提供的具有標(biāo)識碼的子載波組示意圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例提供的子載波組的時隙分配示意圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種時隙分配示意圖；圖17是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于無線局域網(wǎng)的多址系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施例方式多信道載波偵聽多路訪問Multi-Charmel-CSMA的基本思想是將總信道帶寬為 Bff的聚合帶寬分成N (自然數(shù))個以BW/N為帶寬的子信道，然后基于各子信道采用CSMA，這 樣可減少碰撞的幾率，提高網(wǎng)絡(luò)的MAC吞吐率。吞吐率是指傳輸信息報文的時間與總時間 (包括信息報文傳輸時間與沖突等待時間之和)之比.采用CSMA/CD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)吞吐率和 所傳輸?shù)男畔笪拈L度成正比和網(wǎng)絡(luò)傳輸電纜長度成反比同時也和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率成反比。 總的MAC吞吐率大于單信道時MAC的吞吐率。由于這N個帶寬為BW/N的子信道之間不是正交的，這樣在每兩個相鄰的子信道之 間必然需要一定的保護(hù)帶寬，浪費(fèi)頻率資源。而且每個子信道的操作要在邏輯上獨(dú)立，然后還要能夠知道每個信道的占用情況，才能決定使用哪個信道。再者，當(dāng)N的取值比較大時， 網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的控制信息會很多，因?yàn)樵诿總€子信道采用CSMA，每個子信道都要有相應(yīng)的一 套控制信息，這樣大量的控制信息占用資源，也會降低網(wǎng)絡(luò)總的MAC吞吐率。鑒于此，本發(fā) 明提供一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址方式的方法，將劃分為可用帶寬N個帶寬為B/N的正 交子信道，具體地說，按照OFDM方式進(jìn)行信道劃分，并基于劃分后的N個子信道進(jìn)行CSMA， 從而在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址方式。本發(fā)實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)多址方式的方法采用正交頻分復(fù)用多址(0FDMA， Orthogonal Frequency Division Multiple Access)-載波偵聽多路接入 CSMA，其基本思 想是基于多信道CSMA，即使用OFDMA來實(shí)現(xiàn)Multi channel, OFDM的子載波或者子載波組 可以看作是Multi-Channel中的子信道，由于OFDM中的子載波之間是正交的，所以頻譜利 用的效率會提高。但OFDMA中子載波的操作必須是同步進(jìn)行，否則就會破壞子載波之間的 正交性。為使本發(fā)明的原理、特性和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描 述。參照圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址方式的方法，包括如下步 驟S01,首先，按照正交頻分復(fù)用OFDM方式將傳輸帶寬劃分成若干子載波組，該子 載波組作為子信道，每個子載波組包括若干子載波。各子載波組中的子載波數(shù)可相同，也 可不同。由于OFDM中的子載波之間是正交的，可用傳輸帶寬分為正交的M個子載波組 SC-BLKl SC-BLKM，這些子載波組作為多信道中的子信道，不同的子載波組可供不同的用 戶使用，具體地各用戶即無線局域網(wǎng)WLAN中的各站點(diǎn)采用CSMA/CA方式競爭獲得信道的使 用權(quán)，這樣可用帶寬資源可在不同移動站點(diǎn)之間共享，從而減小了不同用戶間的碰撞。S02，接著，基于子載波頻道組實(shí)施載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制，多個移動 站點(diǎn)在所述各子載波頻道組上進(jìn)行信道競爭。下面以基于分布式協(xié)調(diào)功能DCF的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例描述信道使用情況?；痉?wù)集(BSS,Basic Service Set)或者獨(dú)立基本服務(wù)集(IBSS, Independent BSS)中每個站點(diǎn)維護(hù)一個網(wǎng)絡(luò)可用向量(NAV，NetworkAvailable Vector)列表，如圖加和 2b，網(wǎng)絡(luò)可用向量NAV列表列出整個可用帶寬中每個子載波或者每組子載波的NAV情況，圖 2a所示為子載波未分組時的NAV列表，圖2b所示為將子載波分組時的NAV列表，分為子載 波組 SC-BLK (Sub-Carrier-Block) 1、SC-BLK2 及 SC-BLK，每組包含有 4 個載波。如圖3所示的網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)將四個子載波分為一組，站點(diǎn)A和B建立連接，它們只 占用前四個子載波，即第一個子載波組，此時網(wǎng)絡(luò)中只有第一個子載波組被占用。參照圖4， 第一個子載波組的NAV被設(shè)置，剩余的其他子載波組的NAV依舊空置，如圖5所示。這時其 他站點(diǎn)仍然可以競爭其他子載波組，比如，站點(diǎn)C和D又開始傳輸數(shù)據(jù)，將占用了余下空閑 子載波組中的兩個子載波組共八個子載波，如圖6所示，站點(diǎn)C和D開始傳輸數(shù)據(jù)后網(wǎng)絡(luò)中 各站點(diǎn)的NAV列表如圖5。本發(fā)明實(shí)施例中在各子載波組進(jìn)行0FDMA-CSMA，各站點(diǎn)基于子載波組采用CSMA 機(jī)制競爭獲取信道(即子載波組)。在一個BSS初始時各個站點(diǎn)的NAV列表是空的，此時每個想要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)可
7以競爭某個子載波組。如圖7所示在初始時，站點(diǎn)A想給站點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)，則站點(diǎn)A在第一 個子載波組的某個時間點(diǎn)上競爭信道。比如，圖7中站點(diǎn)A發(fā)請求發(fā)送(RTS，Request to Send)消息給站點(diǎn)B，當(dāng)站點(diǎn)B檢測到在第一個子載波組上有A給自己發(fā)送過來的RTS請 求，則站點(diǎn)B會在下一個可用時間點(diǎn)在第一個子載波組給站點(diǎn)A回復(fù)清除發(fā)送(CTS，Clear toSend)，而在這個過程中其他站點(diǎn)檢測到站點(diǎn)A發(fā)送的RTS和站點(diǎn)B發(fā)送的CTS時會將第 一個子載波組設(shè)置NAV。也就是站點(diǎn)A和站點(diǎn)B告訴了其他站點(diǎn)第一個子載波組被他們使 用。如果網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)C和站點(diǎn)D要想傳輸數(shù)據(jù)的時候，可以繼續(xù)在其余未被占用的子載波 組上競爭信道。如圖8所示，因?yàn)榈谝粋€子載波組已被占用，那么站點(diǎn)C在下一個可以進(jìn)行 競爭的時間點(diǎn)上在第二個子載波組上請求信道。采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制競爭獲取信道即子載波組，具體包括當(dāng)其中至少兩個移動站點(diǎn)在同一子載波組和同一時間上競爭信道發(fā)生碰撞時，則 發(fā)生碰撞的所述移動站點(diǎn)在不同的時間點(diǎn)及不同的子載波組繼續(xù)進(jìn)行信道競爭，這一過程 稱為“基于時頻二維隨機(jī)退避”。具體地，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)競爭信道時在某個子載波組上發(fā)生碰撞，則這兩個站點(diǎn) 隨機(jī)退避到另一個子載波組和另一個時隙上去。比如在圖3中的網(wǎng)絡(luò)中，站點(diǎn)E和站點(diǎn)F 同時競爭信道，并且在同一個子載波組上，這樣就發(fā)生了碰撞。如圖9所示，站點(diǎn)E和站點(diǎn) F在第5個時間點(diǎn)，第4個子載波組上發(fā)生碰撞，然后站點(diǎn)E和站點(diǎn)F執(zhí)行時頻二維隨機(jī)退 避策略，即站點(diǎn)E在第7個時間點(diǎn)第5個子載波組上繼續(xù)競爭信道，站點(diǎn)F在第9個時間點(diǎn) 第6個子載波組上繼續(xù)競爭信道。在MAC層原有CSMA協(xié)議下需要增加一個NAV列表，如圖10，縱向是子載波組，橫向 是時間。MAC層增加相應(yīng)的OFDMA子載波組選擇模塊，此模塊可以根據(jù)圖10中的NAV列表 執(zhí)行子載波組的選擇算法。子載波組的選擇算法基于時頻二維隨機(jī)退避機(jī)制，時頻二維隨 機(jī)退避機(jī)制如前所述。此外，需要在MAC層的控制信息包含信道請求部分。如圖11，發(fā)送端發(fā)送請求子 信道集消息(NAs)，由接收端最終確定通信雙方所采用子信道集(NBs)，NBs是NAs的子集。 如圖1 及12b所示，通過修改RTS/CTS消息的幀結(jié)構(gòu)完成。例如，改動RTS/CTS幀具體可 在RTS/CTS幀增加相應(yīng)的域，比如子信道集合，來協(xié)商通信雙方采用的子信道集合、終端ID 號、調(diào)制編碼方式等。但是后續(xù)的數(shù)據(jù)的DATA/ACK的交互過程，在需要的時候還可攜帶相 應(yīng)的子信道集合、終端ID號、調(diào)制編碼方式等。另外，也可在MAC頭中，比如高吞吐量控制(HTC，High ThroughputControl)域中 增加相應(yīng)的子信道集合域、終端ID號、調(diào)制編碼方式。如圖13a及1 所示分別為發(fā)送端和接收端的物理層處理流程，其中發(fā)送端 Transmitter中的資源單元映射Resource element mapper模塊就是將數(shù)據(jù)映射到MAC層 指定的子載波組上去，其余子載波組輸入設(shè)置為0。接收端Receiver中的資源單元解映射 Resource element Demapper就是在各個子載波組上進(jìn)行檢測，主要是根據(jù)訓(xùn)練序列進(jìn)行 檢測，確定是否有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)存在，則進(jìn)行頻率和時間的同步，然后解調(diào)出MAC實(shí)體 送給MAC層處理。如圖14，整個頻帶分為N個子載波組SC-BLKl SC-BLKN，每個子載波組對應(yīng)一個 固定的訓(xùn)練序列(TS，Training kquence)，即SC-BLKn對應(yīng)TSn，整個網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)已知這種對應(yīng)關(guān)系，因此網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)采用本地的訓(xùn)練序列TSl TSn檢測對應(yīng)的子載波 組SC-BLKl SC-BLKN，當(dāng)檢測到某個子載波組上存在峰值時就說明在這個子載波組上有 節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后這個節(jié)點(diǎn)可以將對應(yīng)子載波上的數(shù)據(jù)解調(diào)出來，送給本地MAC實(shí)體。采用OFDMA方式傳輸數(shù)據(jù)時，要求網(wǎng)絡(luò)同步，也就是說，同一個網(wǎng)絡(luò)中的各站點(diǎn)同 步到同一個時鐘，各站點(diǎn)的收發(fā)操作是同步的。發(fā)送數(shù)據(jù)前，須在各站點(diǎn)之間建立同步。具 體地，本發(fā)明實(shí)施例中無論是在BSS中，還是在IBSS中，可以通過在整個頻段發(fā)送信標(biāo)幀， 該信標(biāo)幀作為各站點(diǎn)同步時間基準(zhǔn)，如圖14所示的同步時間點(diǎn)即為同步時間基準(zhǔn)。在BSS 中由建立BSS的AP來發(fā)送信標(biāo)幀，所有加入此BSS中的站點(diǎn)必須保持與AP的同步。在IBSS 中信標(biāo)幀通過分布方式發(fā)送的。具體地，時隙分配可采用等間隔時隙，即將時間軸分為等時間長度的時隙，如圖 15，在每個時隙上既可以發(fā)送控制信息，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)；或采用不等間隔時隙，就是將時 間軸分為不等時間長度的時隙，分為控制時隙和數(shù)據(jù)時隙，如圖16。在控制時隙各站點(diǎn)只能 發(fā)送接收控制信息，在數(shù)據(jù)時隙只能傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然還可采用現(xiàn)有的其他方式實(shí)現(xiàn)同步，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是可想而知 的，在此不再贅述。參照圖17，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于無線局域網(wǎng)的多址系統(tǒng)100，包括信道劃分單元110，按照正交頻分復(fù)用OFDM方式將可用頻段劃分為至少兩個子信 道，即子載波頻道組，每組包括η個子載波組；信道調(diào)度單元120，基于無線局域網(wǎng)中的移動站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突 避免機(jī)制信道競爭使用所述信道劃分單元110劃分的各子信道(即子載波頻道組)的結(jié)果 調(diào)度子信道。控制單元130，用于基于所述信道調(diào)度單元120分配子信道的情況指示各移動站 點(diǎn)進(jìn)行偵聽的時間點(diǎn)子信道。當(dāng)至少兩個移動站點(diǎn)在同一子信道(即子載波組)和同一時 間上競爭信道發(fā)生碰撞時，用于指示發(fā)生碰撞的移動站點(diǎn)在不同的時間點(diǎn)及不同的子信道 (即子載波頻道組)繼續(xù)進(jìn)行信道偵聽。管理維護(hù)單元140，用于在MAC層為每個子信道(即子載波組)設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)可用 向量值NAV列表并提供給各移動站點(diǎn)，每個移動站點(diǎn)維護(hù)一個子載波組的NAV列表，網(wǎng)絡(luò)可 用向量值NAV列表包含信道被占用信息。設(shè)置單元150，用于在物理層的導(dǎo)頻幀結(jié)構(gòu)上設(shè)置對應(yīng)于每個子載波組的固定前 導(dǎo)碼TS，該前導(dǎo)碼TS用于標(biāo)識對應(yīng)的子載波組，供移動站點(diǎn)確定當(dāng)前采用的子載波組，以 獲取該子信道(即子載波組)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。綜上所述，本發(fā)明提供的在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方案，通過正交頻分復(fù)用方 式將可用頻段劃分為M個子信道，即在頻率上以O(shè)FDM的方式分為子載波組，采用載波監(jiān) 聽多路訪問/沖突避免機(jī)制占用所述子信道。這樣以O(shè)FDMA的方式實(shí)現(xiàn)多信道的CSMA機(jī) 制，靈活的地實(shí)現(xiàn)了下一代無線局域網(wǎng)絡(luò)的多址，并且在子信道上進(jìn)行的CSMA機(jī)制能夠有 效地提高網(wǎng)絡(luò)的MAC吞吐量。各個站點(diǎn)可以單獨(dú)地在子載波組上競爭信道。另外，當(dāng)在同 一時刻同一子載波組上發(fā)生碰撞時采用時頻二維隨機(jī)退避機(jī)制，大大減少了后續(xù)競爭信道 再次碰撞的幾率。另外，在物理層的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)上每個子載波組對應(yīng)一個固定的前導(dǎo)碼TS， 網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點(diǎn)根據(jù)對應(yīng)關(guān)系可以采用本地的訓(xùn)練序列TSl TSn檢測對應(yīng)的子載波組SC-BLKl SC-BLKN，這樣提高了站點(diǎn)的處理效率。 根據(jù)所述公開的實(shí)施例，可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些實(shí)施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理 也可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實(shí)施例。以上所述的實(shí)施例僅為 本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任 何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方法，其特征在于，包括按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為M個子信道，所述子信道包括若干個子載 波；M >2，M為自然數(shù)；無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制分別占用所述M個子信道；當(dāng)所述M個子信道中N個子信道被占用，則后續(xù)站點(diǎn)在其余M-N個子信道上進(jìn)行競爭 獲取子信道，N為自然數(shù)，N <M。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制，具 體包括當(dāng)其中至少兩個站點(diǎn)在同一子信道和同一時間上競爭信道發(fā)生碰撞時，則發(fā)生碰撞的 所述站點(diǎn)在不同的時間點(diǎn)及不同的子信道繼續(xù)進(jìn)行信道偵聽。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在MAC層為每個子信道設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)可用向量NAV列表并提供給各站點(diǎn)，每個站點(diǎn)維 護(hù)一個子信道的NAV列表，網(wǎng)絡(luò)可用向量NAV列表包含子信道占用信息。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述站點(diǎn)維護(hù)一個子信道的NAV列表，包括獲取各個子信道上數(shù)據(jù)的地址信息，如果與本站點(diǎn)相同則在站點(diǎn)進(jìn)行處理；否則，根據(jù) 取出數(shù)據(jù)中的NAV信息，設(shè)置本站點(diǎn)子信道的NAV列表中的對應(yīng)子信道的NAV值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括為所述各子信道設(shè)置標(biāo)識的步驟 在物理層的導(dǎo)頻幀結(jié)構(gòu)上設(shè)置對應(yīng)于每個子信道的固定前導(dǎo)碼TS，該前導(dǎo)碼TS用于標(biāo)識對應(yīng)的子信道；站點(diǎn)根據(jù)所述前導(dǎo)碼TS確定當(dāng)前采用的子信道，并獲取該子信道中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送數(shù)據(jù)前，在各站點(diǎn)之間建立同步，具體 包括在整個頻段發(fā)送信標(biāo)幀，該信標(biāo)幀作為各站點(diǎn)同步標(biāo)識。
7.一種基于無線局域網(wǎng)的多址系統(tǒng)，其特征在于，包括信道劃分單元，按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為至少兩個子信道，每個子信 道包括若干個子載波；信道調(diào)度單元，基于無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制信道 競爭使用所述各子信道的結(jié)果調(diào)度子信道。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制單元，兩個站點(diǎn)在同一子信道和同一時間上競爭信道發(fā)生碰撞時，用于指示發(fā)生 碰撞的站點(diǎn)在不同的時間點(diǎn)及不同的子信道繼續(xù)進(jìn)行偵聽。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括管理維護(hù)單元，用于在MAC層為每個子信道設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)可用向量值NAV列表并提供 給各站點(diǎn)，每個站點(diǎn)維護(hù)一個子信道的NAV列表，網(wǎng)絡(luò)可用向量NAV列表包含子信道占用信 肩、ο
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置單元，用于在物理層的導(dǎo)頻幀結(jié)構(gòu)上設(shè)置對應(yīng)于每個子信道的固定前導(dǎo)碼TS，該前導(dǎo)碼TS用于標(biāo)識對應(yīng)的子信道，供站點(diǎn)確定當(dāng)前采用的子信道，以獲取該子信道中傳輸 的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在無線局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)多址的方法，包括按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為至少兩個子信道，各子信道包括若干個子載波，M為大于2的自然數(shù)；無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制占用所述子信道。本發(fā)明還提供的一種基于無線局域網(wǎng)的多址系統(tǒng)，包括信道劃分單元，按照正交頻分復(fù)用方式將可用頻段劃分為至少兩個子信道，每個子信道包括若干個子載波；信道調(diào)度單元，基于無線局域網(wǎng)中的站點(diǎn)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免機(jī)制信道競爭使用所述各子信道的結(jié)果調(diào)度子信道。本發(fā)明以O(shè)FDMA的方式實(shí)現(xiàn)多信道的CSMA機(jī)制，靈活的地實(shí)現(xiàn)了下一代無線局域網(wǎng)絡(luò)的多址，并且在子信道上進(jìn)行的CSMA機(jī)制能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
文檔編號H04W74/08GK102123514SQ201010033848
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者吳彥奇, 姚惠娟, 鮑東山 申請人:北京新岸線無線技術(shù)有限公司