СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ Российский патент 2009 года по МПК H04L12/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Устройства и способы, соответствующие настоящему изобретению, относятся к передаче данных по беспроводной локальной сети (ЛС) и, в частности, к передаче данных по беспроводной ЛС (БЛС), использующей улучшенный механизм контроля несущей.

Уровень техники

В последнее время наблюдается все более возрастающий спрос на сверхвысокоскоростные сети передачи данных вследствие широко распространенного общественного использования Интернета и резкого повышения количества доступных мультимедийных данных. С тех пор как ЛС появились в конце 1980 годов, резко повысилась скорость передачи данных по Интернету с примерно 1 Мбит/с до примерно 100 Мбит/с. Таким образом, высокоскоростные передачи по Эзернету приобрели популярность и широко распространенное использование. В настоящее время проводятся интенсивные исследования Эзернета с гигабитовой скоростью. Повышенный интерес к подключению и передаче данных по беспроводной сети дал начало исследованиям и разработке БЛС, существенно повышая доступность БЛС для потребителей. Хотя использование БЛС может снизить рабочие характеристики вследствие меньшей скорости передачи и худшей стабильности по сравнению с проводными ЛС, БЛС обладают многочисленными преимуществами, включающими в себя возможность организации беспроводной сети, большую мобильность и т.д. Следовательно, рынок БЛС постепенно растет.

Вследствие необходимости большей скорости передачи и разработки технологии беспроводной передачи первоначальный стандарт IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) 802.11, который задает скорость пересылки от 1 до 2 Мбит/с, эволюционировал в улучшенные стандарты, включающие в себя 802.11b и 802.11а. В настоящее время группами Конференции по стандартизации обсуждается новый стандарт IEEE, 802.11g. Стандарт IEEE 802.11g, который предоставляет скорость передачи от 6 до 54 Мбит/с в полосе частот Национальной информационной инфраструктуры (НИИ) 56 ГГц, использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (МОЧРК) в качестве технологии передачи. С повышением интереса общественности к передаче по методу МОЧРК и использованию полосы частот 5 ГГц значительно большее внимание уделяется МОЧРК, чем другим стандартам беспроводной передачи данных.

В последнее время услуги по беспроводному доступу в Интернет, использующие БЛС, так называемые «Неспот», были объявлены и предложены Корейской телекоммуникационной корпорацией Кореи. Услуги Неспот дают возможность осуществлять доступ к Интернету, используя БЛС, в соответствии со стандартом IEEE 802.11b, обычно называемым Wi-Fi, представляющим верность беспроводной передачи. Стандарты передачи данных для систем беспроводной передачи данных, которые были завершены и опубликованы или которые изучаются и обсуждаются, включают в себя широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (ШМДКР), IEEE 802.11х, Bluetooth, IEEE 802.15.3 и т.д., которые известны как стандарты передачи данных 3-го Поколения (3П). Наиболее широкоизвестным, самым дешевым стандартом беспроводной передачи данных является IEEE 802.11b, группа IEEE 802.11х. Стандарт БЛС IEEE 802.11b предоставляет передачу данных с максимальной скоростью 11 Мбит/с и использует полосу частот для промышленного, научного и медицинского применения (ПНМ) 2,4 ГГц, которая может использоваться без разрешения при электрическом поле ниже предварительно определенного значения. При современном широко распространенном использовании стандарта БЛС IEEE 802.11а, который предоставляет максимальную скорость передачи данных 54 Мбит/с в полосе частот 5 ГГц посредством использования МОЧРК, интенсивно исследуется IEEE 802.11g, разработанный как расширение стандарта IEEE 802.11а для передачи данных в полосе частот 2,4 ГГц с использованием МОЧРК.

Как Эзернет, так и БЛС, которые в настоящее время широко используются, оба используют метод многостанционного доступа с контролем несущей (МДКН). Согласно методу МДКН определяется, используется ли или не используется канал. Если канал не используется, т.е. если канал является незанятым, тогда передаются данные. Если канал занят, повторная передача данных предпринимается после предварительно определенного периода времени. Метод многостанционного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК), который представляет собой улучшение метода МДКН, используется в проводной ЛС, тогда как метод многостанционного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (МДКН/ПК) используется при беспроводной передаче данных на основе пакетов. В методе МДКН/ОК станция приостанавливает передачу сигналов, если во время передачи обнаруживается конфликт. По сравнению с методом МДКН, в котором предварительно проверяется, занят ли канал или нет перед передачей данных, в методе МДКН/ОК станция приостанавливает передачу сигналов, когда конфликт обнаруживается во время передачи сигналов, и передает сигнал наличия конфликта на другую станцию для информирования ее о присутствии конфликта. После передачи сигнала наличия конфликта станция имеет случайный период отсрочки для задержки и повторного начала передачи сигналов. В методе МДКН/ОК станция не передает данные сразу же после того, как канал становится незанятым, и имеет случайный период отсрочки в течение предварительно определенной длительности перед передачей, чтобы предотвратить конфликт сигналов. Если происходит конфликт сигналов во время передачи, длительность случайного периода отсрочки увеличивается в два раза, таким образом дополнительно снижая вероятность конфликта.

Как описано выше, обычно применялся метод с одним входом и одним выходом (ОВОВ) для передачи данных по БЛС, основанный на методе МДКН/ПК. Т.е. станция (ниже упоминаемая как «ОВОВ-станция»), которая применяет ОВОВ-метод, принимает данные от беспроводной среды передачи и передает данные на нее, используя одну антенну. Однако в последние годы интенсивно проводились исследования в отношении беспроводной передачи данных, основанной на методе со многими входами и многими выходами (МВМВ). Станция (ниже упоминаемая как «МВМВ-станция»), которая применяет МВМВ-метод, в отличие от ОВОВ-станции передает множество данных на беспроводную среду передачи по различным путям передачи, используя множество антенн, и принимает множество данных от другой МВМВ-станции по различным путям передачи, используя антенны. Следовательно, МВМВ-станция достигает более высоких скоростей передачи данных (скоростей пересылки данных), чем ОВОВ-станция. Однако в БЛС, где совместно существуют МВМВ-станция и ОВОВ-станция, ОВОВ-станция может не иметь возможности интерпретировать никакие данные, передаваемые МВМВ-станцией. Проблемы, которые могут возникать в такой БЛС, ниже подробно описываются со ссылкой на фиг.1-3.

Фиг.1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую формат кадра стандарта IEEE 802.11а.

Как показано на фиг.1, кадр стандарта IEEE 802.11а состоит из преамбулы 110 процедуры сходимости физического уровня (ПСФУ), поля 120 сигнала и поля 130 данных.

Преамбула 110 ПСФУ указывает, какие данные будут передаваться по текущему физическому уровню. Поле 120 сигнала, которое следует за преамбулой 110 ПСФУ, включает в себя один символ мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (МОЧРК-символ), который модулируется с наименьшей скоростью передачи данных, используя базовый метод модуляции. Поле 130 данных включает в себя множество МОЧРК-символов, которые модулируются со скоростями передачи данных, которые выше или равны скорости передачи данных, при которой модулируется МОЧРК-символ поля 120 сигнала.

Поле 120 сигнала состоит в сумме из 24 битов. Подробно, с первого по четвертый биты поля 120 сигнала составляют поле 142 скорости, которое задает, как и с какой скоростью кодирования модулировалось поле 130 данных. Пятый бит поля 120 сигнала представляет собой зарезервированный бит. С шестого по семнадцатый биты поля 120 сигнала составляют поле 144 длины, которое задает длину кадра стандарта IEEE 802.11а.

Восемнадцатый бит поля 120 сигнала представляет собой бит, используемый для контроля по четности. С девятнадцатого по двадцать пятый биты поля 120 сигнала представляют собой хвостовые биты. Поле 144 длины задает количество битов, составляющих кадр управления доступом к среде передачи (УДС), содержащийся в поле 130 данных. С первого по шестнадцатый биты поля 130 данных составляют поле услуг. Поле 120 сигнала и поле услуг составляют заголовок 140 ПСФУ. Поле 130 данных также включает в себя блок служебных данных ПСФУ (БСДП), шесть хвостовых битов и заполняющие биты. БСДП соответствует кадру УДС, который состоит из заголовка УДС, поля данных УДС и контрольной последовательности кадра (КПК), используемой для определения, является ли кадр УДС ошибочным. Поле 130 данных может модулироваться различным образом и с различными скоростями кодирования. Как описано выше, информация, касающаяся того, как и с какой скоростью кодирования модулировано поле 130 данных, включается в поле 142 скорости поля 120 сигнала.

Фиг.2 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую операцию контроля несущей, осуществляемую в БЛС.

Два метода контроля несущей, т.е. метод физического контроля несущей и метод виртуального контроля несущей, доступны в настоящее время для передач данных по БЛС. Метод физического контроля несущей и метод виртуального контроля несущей ниже подробно описываются с ссылкой на прилагаемые чертежи. Как показано на фиг.2, кадр 212, который принимается физическим уровнем 210, состоит из преамбулы 214 ПСФУ, поля 216 сигнала и поля 218 данных.

Метод физического контроля несущей дает возможность станции распознавать, передаются ли сигналы беспроводной средой передачи. Другими словами, когда преамбула 214 ПСФУ вводится в физический уровень 210, физический уровень 210 уведомляет уровень 220 УДС, что он используется в настоящий момент посредством передачи сигнала занятости на уровень 220 УДС, что отмечено позицией 222. После этого, когда завершается прием преамбулы 214 ПСФУ, физический уровень 210 уведомляет уровень 220 УДС, что он является незанятым, посредством передачи сигнала 228 незанятости на уровень 220 УДС.

Операция физического контроля несущей может выполняться на основе результата интерпретирования поля длины, включенного в поле 216 сигнала. Метод виртуального контроля несущей представляет собой метод, который дает возможность уровню 220 УДС определять, используется ли беспроводная среда передачи, основываясь на результате интерпретирования значения длительности, т.е. значения вектора назначения сети (ВНС), содержащегося в кадре УДС, включенном в поле 218 данных. Поэтому в течение предварительно определенного периода времени, задаваемого значением длительности, уровень 220 УДС считает, что беспроводная среда передачи используется. Станция может принимать поле 218 данных и затем считывать значение ВНС из кадра УДС, включенного в принимаемое поле 218 данных.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Фиг.3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую обычный способ передачи кадров в период состязания в БЛС, где совместно существуют три МВМВ-станции, т.е. с первой по третью МВМВ-станции, и ОВОВ-станция.

Согласно методу физического контроля несущей предотвращается передача кадров станциями по беспроводному каналу, когда кадры передаются по беспроводному каналу другими станциями. В режиме состязания станции не могут передавать следующий кадр непосредственно после того, как беспроводный канал становится свободным, но должны ожидать в течение предварительно определенной величины времени, называемой распределенным межкадровым интервалом (РМКИ), и случайного времени отсрочки для получения возможности передачи кадра по беспроводному каналу.

Как показано на фиг.3, первая МВМВ-станция получает возможность передачи данных посредством состязания каналов и таким образом передает кадр данных на вторую МВМВ-станцию. Так как кадр данных, переданный первой МВМВ-станцией, представляет собой МВМВ-кадр, третья МВМВ-станция, а также вторая МВМВ-станция могут принимать его, но ОВОВ-станция не может его принимать. Через короткий межкадровый интервал (КМКИ) после приема кадра данных, переданного первой МВМВ-станцией, вторая МВМВ-станция передает кадр подтверждения приема (ПП) на первый МВМВ-кадр.

Так как КМКИ короче, чем РМКИ, и вторая МВМВ-станция передает кадр ПП через короткий период времени после приема кадра данных, переданного первой МВМВ-станцией, вторая и третья МВМВ-станции и ОВОВ-станция не могут передавать данные до тех пор, пока не будет завершена передача кадра ПП. Так как кадр ПП также представляет собой МВМВ-кадр, третья МВМВ-станция, а также первая МВМВ-станция могут принимать его, но ОВОВ-станция не может его принимать.

Первая - третья МВМВ-станции могут установить свои соответствующие значения ВНС, основанные на МВМВ-данных, которые они принимают в результате выполнения операции виртуального контроля несущей. Следовательно, первая - третья МВМВ-станции могут получить возможность передачи следующего кадра после того, как будут завершены РМКИ и время 310 отсрочки после передачи кадра ПП.

Однако ОВОВ-станция не может принимать МВМВ-данные и таким образом не может выполнять операцию виртуального контроля несущей. Другими словами, не принимая никакого кадра данных, ОВОВ-кадр считает, что произошел конфликт между кадрами данных. Поэтому ОВОВ-станция может получить возможность передачи кадра после увеличенного межкадрового интервала (УМКИ) и времени 320 отсрочки после выполнения операции физического контроля несущей, и УМКИ равен сумме КМКИ и предварительно определенной величины времени, необходимой для передачи кадра ПП с наименьшей скоростью передачи данных. Другими словами, ОВОВ-станция должна ожидать длительный период времени, чтобы получить возможность передачи кадра в обстановке, когда она существует вместе с первой - третьей МВМВ-станциями. Таким образом, ОВОВ-станция находится в невыгодном положении при состязании каналов с первой - третьей МВМВ-станциями или другими новыми МВМВ-станциями.

Техническое решение

Поэтому необходимо разработать способ передачи данных по БЛС, который может предотвращать дискриминацию ОВОВ-станций по отношению к МВМВ-станциям в обстановке, когда они совместно существуют с МВМВ-станциями.

Настоящее изобретение предусматривает способ и устройство передачи данных по БЛС, используя улучшенный способ контроля несущей.

Согласно аспекту настоящего изобретения предусматривается способ передачи данных по БЛС, включающий в себя предоставление возможности принимающей станции принимать МВМВ-кадр, предоставление возможности принимающей станции определять, является ли МВМВ-кадр ошибочным и предназначается ли МВМВ-кадр для принимающей станции, предоставление возможности принимающей станции генерировать ОВОВ-кадр ПП, если МВМВ-кадр не является ошибочным и предназначается для принимающей станции, и предоставление возможности принимающей станции передавать ОВОВ-кадр ПП на посылающую станцию, которая передала МВМВ-кадр.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусматривается способ передачи данных по БЛС, включающий в себя предоставление возможности посылающей станции генерировать МВМВ-кадр, предоставление возможности посылающей станции передавать МВМВ-кадр на принимающую станцию и предоставление возможности посылающей станции принимать ОВОВ-кадр ПП, переданный принимающей станцией в ответ на МВМВ-кадр.

Согласно еще другому аспекту настоящего изобретения предусматривается способ передачи данных по беспроводной ЛС, включающий в себя предоставление возможности посылающей станции определять, как должен передаваться кадр УДС, предоставление возможности посылающей станции генерировать МВМВ-кадр, основанный на кадре УДС, если посылающая станция принимает решение передавать кадр УДС по МВМВ-методу, и предоставление возможности посылающей станции генерировать ОВОВ-кадр, основанный на кадре УДС, если посылающая станция принимает решение передавать кадр УДС по ОВОВ-методу, и предоставление возможности посылающей станции передавать сгенерированный МВМВ- или ОВОВ-кадр по выбранному методу.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусматривается станция, включающая в себя физический уровень, который принимает МВМВ-кадр, переданный по беспроводной среде передачи, и получает кадр УДС из принятого МВМВ-кадра, и уровень УДС, который определяет, является ли кадр УДС ошибочным, и предназначается ли кадр УДС для станции, и генерирует кадр ПП и затем подает сгенерированный кадр ПП на физический уровень, если кадр УДС не является ошибочным и предназначается для станции, в которой физический уровень генерирует ОВОВ-кадр ПП, основанный на кадре ПП, предоставляемом уровнем УДС, и подает сгенерированный ОВОВ-кадр ПП на беспроводную среду передачи.

Согласно еще другому аспекту настоящего изобретения предусматривается станция, включающая в себя уровень УДС, который генерирует кадр УДС и определяет, как должен передаваться сгенерированный кадр УДС, и физический уровень, который генерирует МВМВ-кадр или ОВОВ-кадр, основанный на кадре УДС, основываясь на результатах определения, и передает сгенерированный МВМВ- или ОВОВ-кадр беспроводной среде передачи.

Описание чертежей

Вышеупомянутые и другие аспекты настоящего изобретения станут более очевидными в результате подробного описания его примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую формат кадра стандарта IEEE 802.11а;

фиг.2 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую обычные методы контроля несущей для беспроводной передачи данных;

фиг.3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую обычный способ передачи кадров в периоде состязания в обычной БЛС, когда совместно существуют МВМВ-станции и ОВОВ-станция;

фиг.4 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую форматы кадра данных и кадра ПП согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую способ передачи кадров в периоде состязания в беспроводной ЛС, где совместно существуют МВМВ-станции и ОВОВ-станция;

фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую принцип действия посылающей станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую принцип действия принимающей станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую метод контроля несущей, выполняемый ОВОВ-станцией, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 представляет собой блок-схему МВМВ-станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 представляет собой блок-схему МВМВ-станции согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Вариант осуществления изобретения

Ниже настоящее изобретение более подробно описывается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления изобретения. В этом варианте предполагается, что МВМВ-станция имеет два порта входа и два порта выхода. Однако настоящее изобретение также применимо к МВМВ-станции, имеющей более двух портов входа и более двух портов выхода, и станции с одним входом и многими выходами (ОВМВ-станции), имеющей один порт входа и многие порты выхода, и станции со многими входами и одним выходом (МВОВ-станции), имеющей многие порты входа и один порт выхода.

Фиг.4 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую форматы кадра данных и кадра ПП согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

В настоящем примерном варианте осуществления МВМВ-кадр данных используется для того, чтобы способствовать операции физического контроля несущей, и ОВОВ-кадр ПП используется для того, чтобы способствовать операции виртуального контроля несущей, даже когда принимается МВМВ-кадр данных.

Структура кадра данных ниже подробно описывается с ссылкой на фиг.4.

Как показано на фиг.4, кадр данных включает в себя первую преамбулу 410 ПСФУ, поле 420 сигнала, вторую преамбулу 450 ПСФУ и поле 430 данных. Кадр данных может включать в себя необязательно поле 460 дополнительного сигнала. МОЧРК-символы, принимаемые антенной 1 принимающей станции, и МОЧРК-символы, принимаемые антенной 2 принимающей станции, совместно существуют в поле 430 данных.

Первая преамбула 410 ПСФУ представляет собой сигнал, с которым должна синхронизироваться сама антенна 1, и вторая преамбула 450 ПСФУ представляет собой сигнал, с которым должна синхронизироваться сама антенна 2. В настоящем примерном варианте осуществления поле 420 сигнала следует за первой преамбулой 410 ПСФУ. Первая преамбула 410 ПСФУ и поле 420 сигнала имеют такую же структуру, что и первая преамбула 110 ПСФУ и поле 120 сигнала соответственно по фиг.1. Таким образом, даже ОВОВ-станция может получать информацию, содержащуюся в поле 420 сигнала, например информацию, касающуюся информации о скорости передачи данных и длины кадра. Длина кадра указывает длину в байтах части кадра данных, следующей за полем 420 сигнала, т.е. сумму длин в байтах второй преамбулы 450 ПСФУ, поля 460 дополнительного сигнала и поля 430 данных. Другими словами, станция может получать длительность полей, следующих за полем 460 сигнала посредством деления длины кадра на скорость передачи данных.

Например, если скорость передачи данных составляет 108 Мбит/с (54 Мбит/с на антенну), длительность второй преамбулы 450 ПСФУ составляет 8 микросекунд, поле 460 дополнительного сигнала равно 0 байтов, и поле 430 данных содержит n-байтовые данные, тогда длина кадра вычисляется следующим образом. Длительность каждого МОЧРК-символа равна четырем микросекундам, и вторая преамбула 450 ПСФУ соответствует двум МОЧРК-символам. Так как 216×2-байтовые данные на МОЧРК-символ могут передаваться со скоростью передачи данных 108 Мбит/с, то оказывается, что вторая преамбула 450 ПСФУ имеет длину 432 байта. Поэтому n+432 записывается в качестве длины кадра в поле длины кадра данных.

Если скорость передачи данных составляет 12 Мбит/с (6 Мбит/с на антенну), длительность второй преамбулы 450 ПСФУ равна 8 микросекунд, поле 460 дополнительного сигнала состоит из 0 байтов, поле 430 данных содержит n-байтовые данные, тогда длина кадра вычисляется следующим образом. Как описано выше, длительность каждого МОЧРК-символа равна четырем микросекундам, и вторая преамбула 450 ПСФУ соответствует двум МОЧРК-символам. Так как 24×2-байтовые данные на МОЧРК-символ могут передаваться со скоростью передачи данных 108 Мбит/с, то оказывается, что вторая преамбула 450 ПСФУ имеет длину 48 байтов. Поэтому n+48 записывается в качестве длины кадра в поле длины кадра данных.

В настоящем примерном варианте осуществления ОВОВ-кадр все же не может принимать МВМВ-кадр, но может получать информацию, касающуюся скорости передачи данных и длины МВМВ-кадра. Следовательно, ОВОВ-станция может выполнять операцию физического контроля несущей со ссылкой на информацию о длине кадра, а также уровень мощности. Поэтому согласно настоящему изобретению станция может более эффективно выполнять механизм оценки незанятости канала (ОНК).

Ниже описывается структура кадра ПП с ссылкой на фиг.4. Стандарт IEEE 802.11 предписывает, чтобы кадр ПП или кадр готовности к посылке (ГКП) должен передаваться с такой же скоростью передачи данных, что и кадр, за которым он следует, в качестве кадра ответа. Поэтому, если станция принимает МВМВ-кадр, она должна передать МВМВ-кадр ПП в ответ на принятый МВМВ-кадр, в этом случае ОВОВ-станция не может принимать МВМВ-кадр ПП. Таким образом, в настоящем примерном варианте осуществления станции необходимо передать ОВОВ-кадр ПП в ответ на кадр, введенный в нее, даже если введенным кадром является МВМВ-кадр.

Как показано на фиг.4, кадр ПП включает в себя преамбулу 412 ПСФУ и поле 422 сигнала. Кадр ПП блока, основанный на стандарте IEEE 802.11е, также может включать в себя поле 432 данных.

Ниже с ссылкой на фиг.5 подробно описывается принцип действия БЛС в том случае, когда станция передает ОВОВ-кадр ПП в ответ на кадр, введенный в нее, независимо от типа введенного кадра.

Фиг.5 иллюстрирует в сумме четыре станции, т.е. первую - третью МВМВ-станции (МВМВ-станции 1-3) и ОВОВ-станцию (ОВОВ-станцию).

Как показано на фиг.5, первая МВМВ-станция получает возможность передавать данные в результате состязания каналов и таким образом передает кадр данных на вторую МВМВ-станцию. Так как кадр данных, переданный первой МВМВ-станцией, представляет собой МВМВ-кадр, третья МВМВ-станция может принять его, но ОВОВ-станция не может его принять. Однако в настоящем примерном варианте осуществления в отличие от известного уровня техники ОВОВ-станция может получить информацию, касающуюся скорости передачи данных и длины кадра, из поля сигнала кадра данных, переданного первой МВМВ-станцией, и таким образом может эффективно выполнять операцию физического контроля несущей, основываясь на информации, касающейся скорости передачи данных и длины кадра.

Через короткий межкадровый интервал (КМКИ) после приема кадра данных, переданного первой МВМВ-станцией, вторая МВМВ-станция передает кадр ПП на первую МВМВ-станцию в ответ на принятый кадр данных. В настоящем примерном варианте осуществления в отличие от известного уровня техники кадр ПП, переданный второй МВМВ-станцией, представляет собой ОВОВ-кадр ПП. Таким образом, ОВОВ-станция, а также первая и третья МВМВ-станции могут принять кадр ПП, переданный второй МВМВ-станцией. Третья МВМВ-станция получает кадр УДС из кадра данных, переданного первой МВМВ-станцией, и устанавливает свое значение 520 ВНС посредством выполнения операции виртуального контроля несущей. ОВОВ-станция получает кадр УДС из кадра ПП, переданного второй МВМВ-станцией, и устанавливает свое значение 530 ВНС посредством выполнения операции виртуального контроля несущей.

Следовательно, через РМКИ и время 510 отсрочки после передачи или приема кадра ПП первая - третья МВМВ-станции и ОВОВ-станция могут иметь возможность передавать кадр.

Ниже подробно описывается принцип действия посылающей станции и принимающей станции и операция контроля несущей.

Фиг.6 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую принцип действия посылающей станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.6, при операции S610 уровень УДС посылающей станции принимает данные от верхнего уровня. При операции S620 уровень УДС посылающей станции генерирует кадр УДС посредством присоединения заголовка УДС и контрольной последовательности кадра (КПК) к принятым данным.

При операции S630 физический уровень посылающей станции принимает кадр УДС и генерирует кадр данных посредством присоединения двух преамбул ПСФУ к принятому кадру УДС. При операции S640 посылающая станция передает кадр данных на беспроводную среду передачи.

При операции S650 посылающая станция определяет, приняла ли она кадр ПП в течение предварительно определенной величины времени. Если посылающая станция приняла кадр ПП, завершается весь процесс передачи кадра данных. Однако, если посылающая станция не приняла кадр ПП, она определяет, что была ошибочной передача кадра данных при операции S640.

Поэтому при операции S660 посылающая станция удваивает размер окна состязания отсрочки, выполняет состязание с другими станциями и повторно передает кадр данных на беспроводную среду передачи.

При операции S650 посылающая станция снова определяет, приняла ли она кадр ПП в течение предварительно определенной величины времени. Если посылающая станция приняла кадр ПП в течение предварительно определенной величины времени, завершается весь процесс передачи кадра данных.

Фиг.7 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую принцип действия принимающей станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.7, при операции S710 принимающая станция обнаруживает первую преамбулу ПСФУ и затем распознает, что в настоящий момент в нее вводится кадр данных (ниже упоминаемый в данном документе как «текущий кадр данных»).

При операции S720, если первая антенна принимающей станции синхронизируется с обнаруженной первой преамбулой ПСФУ, принимающая станция принимает поле сигнала, которое содержит информацию, касающуюся скорости передачи данных и длины кадра.

При операции S730 принимающая станция определяет, является ли текущий кадр данных МВМВ-кадром. При операции S740, если текущий кадр данных является МВМВ-кадром, принимающая станция обнаруживает вторую преамбулу ПСФУ и затем вторая антенна принимающей станции синхронизируется с обнаруженной преамбулой ПСФУ. В противном случае, однако, пропускается обнаружение второй преамбулы ПСФУ.

При операции S750, если принимающая станция синхронизируется с текущим кадром данных, используя первую и/или вторую преамбулу, она извлекает кадр УДС из поля данных текущего кадра данных. При операции S760 принимающая станция определяет, является ли текущий кадр данных ошибочным с ссылкой на КПК извлеченного кадра УДС и предназначается ли текущий кадр данных для нее с ссылкой на заголовок УДС извлеченного кадра УДС.

При операции S770, если текущий кадр данных не является ошибочным и предназначается для принимающей станции, принимающая станция генерирует кадр ПП, имеющий одну преамбулу ПСФУ, в ответ на текущий кадр данных. При операции S780 принимающая станция передает кадр ПП на беспроводную среду передачи.

Однако, если текущий кадр данных является ошибочным и не предназначается для принимающей станции, принимающая станция отказывается от текущего кадра данных при операции S790.

Фиг.8 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую операцию контроля несущей, выполняемую ОВОВ-станцией, согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.8, при операции S810, когда кадр данных принимается по беспроводной среде передачи, ОВОВ-станция обнаруживает первую преамбулу ПСФУ. При операции S820 ОВОВ-станция принимает поле сигнала. При операции S830 ОВОВ-станция получает информацию, касающуюся скорости передачи данных и длины кадра, посредством интерпретирования принятого поля сигнала и затем выполняет операцию физического контроля несущей, основываясь на полученной информации. Однако ОВОВ-станция не может все же получить кадр УДС и таким образом не может все же установить свое значение ВНС посредством выполнения операции виртуального контроля несущей.

При операции S840 ОВОВ-станция принимает кадр ПП. В настоящем примерном варианте осуществления кадр ПП, принятый ОВОВ-станцией, представляет собой ОВОВ-кадр ПП, и таким образом даже ОВОВ-станция может его принимать. Следовательно, при операции S850 ОВОВ-станция извлекает кадр УДС из принятого кадра ПП. При операции S880 ОВОВ-станция получает информацию, необходимую для установки своего значения ВНС, из поля длительности заголовка УДС и устанавливает свое значение ВНС, основываясь на полученной информации.

Фиг.9 представляет собой блок-схему МВМВ-станции согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.9, МВМВ-станция включает в себя физический уровень 910, уровень 920 УДС и верхний уровень 930.

Физический уровень 910 включает в себя ОВОВ-модуль 912 ПСФУ, МВМВ-модуль 916 ПСФУ, МВМВ-кодек 914 и модуль 918 беспроводной передачи/приема.

В процессе передачи кадра данных ОВОВ-модуль 912 ПСФУ, аналогично обычному ОВОВ-модулю ПСФУ, принимает кадр УДС от уровня 920 УДС и генерирует ОВОВ-кадр посредством присоединения преамбулы ПСФУ и дополнительной информации к принятому кадру УДС. В процессе приема кадра данных ОВОВ-модуль 912 ПСФУ получает кадр УДС посредством удаления заголовка ПСФУ из ОВОВ-кадра, принятого модулем 918 беспроводной передачи/приема, и затем передает полученный кадр УДС на уровень 920 УДС.

В процессе передачи кадра данных МВМВ-модуль 916 ПСФУ получает МВМВ-данные посредством кодирования кадра УДС с использованием МВМВ-кодека 914 и затем генерирует МВМВ-кадр посредством присоединения первой и второй преамбулы ПСФУ и дополнительной информации к полученным МВМВ-данным. В процессе приема кадра данных МВМВ-модуль 916 ПСФУ получает МВМВ-данные посредством удаления заголовка ПСФУ из МВМВ-кадра, принятого модулем 918 беспроводной передачи/приема, и затем подает полученные МВМВ-данные на МВМВ-кодек 914.

В процессе передачи кадра данных МВМВ-кодек 914 получает МВМВ-данные посредством кодирования кадра УДС, принятого от уровня 920 УДС, и подает полученные МВМВ-данные на МВМВ-модуль 916 ПСФУ. В процессе приема кадра данных МВМВ-кодек 914 принимает МВМВ-данные от МВМВ-модуля 916 ПСФУ и подает принятые МВМВ-данные на уровень 920 УДС.

В процессе передачи кадра данных модуль 918 беспроводной передачи/приема принимает ОВОВ-кадр или МВМВ-кадр и передает принятый ОВОВ- или МВМВ-кадр на беспроводную среду передачи (не показана). В процессе приема кадра данных модуль 918 беспроводной передачи/приема принимает ОВОВ-кадр или МВМВ-кадр и передает принятый ОВОВ- или МВМВ-кадр на ОВОВ-модуль 912 ПСФУ или МВМВ-модуль 916 ПСФУ.

Уровень 920 УДС включает в себя модуль 924 генерирования кадра УДС, модуль 926 интерпретирования кадра УДС и модуль 922 генерирования кадра ПП.

В процессе передачи кадра данных модуль 924 генерирования кадра УДС генерирует кадр УДС посредством присоединения заголовка УДС и КПК к данным, принятым от верхнего уровня 930, и передает сгенерированный кадр УДС на физический уровень 910. В том случае, когда МВМВ-станция передает МВМВ-кадр, кадр УДС, сгенерированный модулем 924 генерирования кадра УДС, передается на МВМВ-кодек 914. С другой стороны, в том случае, когда МВМВ-станция передает ОВОВ-кадр, кадр УДС, сгенерированный модулем 924 генерирования кадра УДС, передается на ОВОВ-модуль 912 ПСФУ.

В процессе приема кадра данных модуль 926 интерпретирования кадра УДС принимает кадр УДС от физического уровня 910 и определяет, является ли ошибочным принятый кадр УДС с ссылкой на КПК принятого кадра УДС. Если принятый кадр УДС является ошибочным, модуль 926 интерпретирования кадра УДС отказывается от принятого кадра УДС. Однако, если принятый кадр УДС не является ошибочным, модуль 926 интерпретирования кадра УДС определяет, предназначается ли принятый кадр УДС для МВМВ-станции с ссылкой на заголовок принятого кадра УДС. Если принятый кадр УДС предназначается для МВМВ-станции, модуль 926 интерпретирования кадра УДС передает блок служебных данных УДС (БСДУ) кадра УДС, из которого удалены заголовок УДС и КПК, на верхний уровень 930. Однако, если принятый кадр УДС не предназначается для МВМВ-станции, модуль 926 интерпретирования кадра УДС отказывается от принятого кадра УДС.

Модуль 922 генерирования кадра ПП генерирует кадр ПП, если принятый кадр УДС не является ошибочным и предназначается для МВМВ-станции. После этого модуль 922 генерирования кадра ПП передает сгенерированный кадр ПП на ОВОВ-модуль 912 ПСФУ.

Фиг.10 представляет собой блок-схему МВМВ-станции согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.10, МВМВ-станция включает в себя физический уровень 1010, уровень 1020 УДС и верхний уровень 1030. Физический уровень 1010 включает в себя ОВОВ-модуль 1012 ПСФУ, МВМВ-модуль 1016 ПСФУ, МВМВ-кодек 1014 и модуль 1018 беспроводной передачи/приема. Принцип действия ОВОВ-модуля 1012 ПСФУ, МВМВ-модуля 1016 ПСФУ, МВМВ-кодека 1014 и модуля 1018 беспроводной передачи/приема аналогичен принципу действия ОВОВ-модуля 912 ПСФУ, МВМВ-модуля 916 ПСФУ, МВМВ-кодека 914 и модуля 918 беспроводной передачи/приема на фиг.9.

Уровень 1020 УДС включает в себя модуль 1024 генерирования кадра УДС, модуль 1026 интерпретирования кадра УДС, модуль 1022 генерирования кадра ПП и модуль 1028 выбора. Принцип действия модуля 1024 генерирования кадра УДС, модуля 1026 интерпретирования кадра УДС и модуля 1022 генерирования кадра ПП аналогичен принципу действия модуля 924 генерирования кадра УДС, модуля 926 интерпретирования кадра УДС и модуля 922 генерирования кадра ПП на фиг.9.

Модуль 1028 выбора определяет, должен ли кадр УДС, сгенерированный модулем 1024 генерирования кадра УДС, передаваться по МВМВ-методу или по ОВОВ-методу. Если кадр УДС длинный, МВМВ-метод является более эффективным, чем ОВОВ-метод. С другой стороны, если кадр УДС короткий, ОВОВ-метод является более эффективным, чем МВМВ-метод, так как МВМВ-метод достигает увеличенных в два раза скоростей передачи данных, чем ОВОВ-метод, но приводит к большей служебной информации, такой как преамбулы ПСФУ, чем ОВОВ-метод. Модуль 1028 выбора принимает решение о передаче кадра, подлежащего широковещательной или многоадресной передаче, или кадра управления или кадра администрирования по ОВОВ-методу, так как кадр, подлежащий широковещательной или многоадресной передаче, должен приниматься множеством станций, и кадр управления или кадр администрирования, как правило, является более важным, чем другие кадры.

Если модуль 1028 выбора принимает решение о передаче кадра УДС по МВМВ-методу, он передает кадр УДС на МВМВ-кодек 1014. С другой стороны, если модуль 1028 выбора принимает решение о передаче кадра УДС по ОВОВ-методу, он передает кадр УДС на ОВОВ-модуль 1012 ПСФУ.

Термин «модуль», используемый в настоящем документе, означает, но не ограничивается ими, программный или аппаратный компонент, такой как программируемая вентильная матрица (ПВМ) или специализированная интегральная схема (специализированная ИС), которая выполняет определенные задачи. Модуль может выгодно конфигурироваться постоянно находящимся в адресуемой запоминающей среде и конфигурироваться для исполнения на одном или нескольких процессорах. Таким образом, модуль может включать в себя, в качестве примера, компоненты, такие как программные компоненты, объектно-ориентированные программные компоненты, компоненты класса и компоненты задачи, процессы, функции, атрибуты, процедуры, подпрограммы, сегменты программного кода, драйверы, программно-аппаратные средства, микрокод, схемы, данные, базы данных, структуры данных, таблицы, массивы и переменные. Функциональные возможности, предусмотренные в компонентах и модулях, могут объединяться в меньшее количество компонентов и модулей или далее разделяться на дополнительные компоненты и модули. Кроме того, компоненты и модули могут реализовываться так, что они исполняются на одном или нескольких компьютерах в системе передачи данных.

Промышленная применимость

Как описано выше, так как способ и устройство передачи данных по БЛС согласно настоящему изобретению используют ОВОВ-кадр ПП, ОВОВ-станции не дискриминируются по отношению к МВМВ-станциям в БЛС, где ОВОВ-станции и МВМВ-станции существуют совместно. Кроме того, так как поле сигнала размещается между двумя преамбулами ПСФУ МВМВ-кадра, даже ОВОВ-станции могут получать информацию, необходимую для выполнения операции физического контроля несущей, из поля сигнала МВМВ-кадра.

В заключение подробного описания для специалиста в данной области техники понятно, что могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации примерных вариантов осуществления без существенного отступления от принципов настоящего изобретения. Поэтому описанные примерные варианты осуществления изобретения используются только в обобщенном и описательном смысле и не с целью ограничения.

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Технический результат заключается в усовершенствовании передачи данных по беспроводной локальной сети (БЛС). Способ передачи данных по БЛС включает в себя предоставление возможности принимающей станции принимать кадр системы с многими входами и многими выходами (MBMB-кадр), предоставление возможности принимающей станции определять, является ли MBMB-кадр ошибочным и предназначается ли MBMB-кадр для принимающей станции, предоставление возможности принимающей станции генерировать кадр подтверждения приема (ПП) системы с одним входом и одним выходом (ОВОВ-кадр ПП), если МВМВ-кадр не является ошибочным и предназначается для принимающей станции, и предоставление возможности принимающей станции передавать ОВОВ-кадр ПП на посылающую станцию, которая передала МВМВ-кадр. 8 н. и 28 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ передачи данных по беспроводной локальной сети (БЛС), содержащий:
прием кадра на принимающей станции, кадр включает в себя первое поле преамбулы процедуры сходимости физического уровня (ПСФУ), первое поле сигнала, второе поле преамбулы ПСФУ, второе поле сигнала и поле данных; извлечение на принимающей станции информации, необходимой для контроля несущей физического уровня, из первого поля сигнала;
выполнение контроля несущей физического уровня, используя извлеченную информацию.

2. Способ по п.1, в котором информация содержит информацию о длине кадра.

3. Способ по п.1, в котором информация содержит информацию о скорости передачи данных.

4. Способ по п.1, в котором первое поле преамбулы ПСФУ является сигналом для синхронизации с первой антенной, и второе поле преамбулы ПСФУ является сигналом для синхронизации со второй антенной.

5. Способ по п.1, в котором принимающая станция содержит станцию со многими входами и многими выходами (МВМВ).

6. Способ по п.1, в котором принимающая станция содержит станцию с одним входом и одним выходом (ОВОВ).

7. Способ по п.1, который также содержит прием кадра подтверждения приема (ПП) станции ОВОВ; извлечение информации, необходимой для виртуального контроля несущей, из принятого кадра ПП станции ОВОВ; и выполнение виртуального контроля несущей, используя извлеченную информацию.

8. Способ по п.7, в котором информация для виртуального контроля несущей извлекается из кадра управления доступом к среде передачи (УДС), содержащегося в поле данных принятого кадра ПП станции ОВОВ.

9. Способ по п.1, в котором первое поле преамбулы ПСФУ и первое поле сигнала идентичны по структуре полю преамбулы ПСФУ и полю сигнала кадра данных, переданного и принятого между ОВОВ станциями.

10. Способ по п.1, в котором первое поле преамбулы ПСФУ и первое поле сигнала идентичны по структуре полю преамбулы ПСФУ и полю сигнала кадра данных, переданного и принятого между станциями, использующими протоколы IEEE 802.11а, IEEE 802.11b или IEEE 802.11g.

11. Станция со многими входами и многими выходами (МВМВ), содержащая: физический уровень, который получает кадр, переданный по беспроводной среде передачи, содержащий первое поле преамбулы ПСФУ, первое поле сигнала, второе поле преамбулы ПСФУ, второе поле сигнала и поле данных, и извлекает информацию, необходимую для контроля физического уровня, из поля сигнала; и уровень УДС, который извлекает информацию, необходимую для виртуального контроля несущей, от кадра ПП станции ОВОВ к упомянутому кадру.

12. Станция по п.11, в которой информация для контроля несущей физического уровня содержит информацию о длине кадра.

13. Станция по п.11, в которой информация для контроля несущей физического уровня содержит информацию о скорости передачи данных.

14. Станция по п.11, в которой первое поле преамбулы ПСФУ является сигналом для синхронизации с первой антенной, и второе поле преамбулы ПСФУ является сигналом для синхронизации со второй антенной.

15. Станция по п.11, в которой принимающая станция содержит станцию со многими входами и многими выходами (МВМВ).

16. Станция по п.11, в которой принимающая станция содержит станцию с одним входом и одним выходом (ОВОВ).

17. Станция по п.11, в которой информация для виртуального контроля несущей извлекается из кадра управления доступом к среде передачи (УДС), содержащегося в поле данных принятого кадра ПП станции ОВОВ.

18. Станция по п.11, в которой первое поле преамбулы ПСФУ и первое поле сигнала идентичны по структуре полю преамбулы ПСФУ и полю сигнала кадра данных, переданного и принятого между ОВОВ станциями.

19. Станция по п.11, в которой первое поле преамбулы ПСФУ и первое поле сигнала идентичны по структуре полю преамбулы ПСФУ и полю сигнала кадра данных, переданного и принятого между станциями, использующими протоколы IEEE 802.11а, IEEE 802.11b или IEEE 802.11g.

20. Способ передачи данных по беспроводной локальной сети (БЛС), содержащий: прием кадра системы со многими входами и многими выходами (МВМВ-кадра) на принимающей станции; определение на принимающей станции, является ли принятый МВМВ-кадр ошибочным, и предназначается ли кадр управления доступом к среде передачи (УДС) для принимающей станции; генерирование на принимающей станции кадра подтверждения приема (ПП) системы с одним входом и одним выходом (ОВОВ), если определяется, что принятый МВМВ-кадр не является ошибочным и кадр УДС предназначается для принимающей станции; и передачу ОВОВ-кадра ПП на посылающую станцию, которая передала МВМВ-кадр.

21. Способ передачи данных по БЛС по п.21, в котором принятый МВМВ-кадр содержит множество преамбул процедуры сходимости физического уровня (ПСФУ), поле сигнала и поле данных, и поле сигнала следует сразу за первой преамбулой ПСФУ.

22. Способ передачи данных по БЛС по п.21, в котором поле сигнала содержит информацию, касающуюся длины в байтах части МВМВ-кадра, следующей за полем сигнала.

23. Способ передачи данных по беспроводной локальной сети (БЛС), содержащий: генерирование на посылающей станции МВМВ-кадра;
передачу сгенерированного МВМВ-кадра с посылающей станции на принимающую станцию; и прием на посылающей станции ОВОВ-кадра ПП, переданного принимающей станцией в ответ на МВМВ-кадр.

24. Способ передачи данных по БЛС по п.23, в котором сгенерированный МВМВ-кадр содержит множество преамбул ПСФУ, поле сигнала и поле данных, и поле сигнала следует непосредственно за первой преамбулой ПСФУ.

25. Способ передачи данных по БЛС по п.24, в котором поле сигнала содержит информацию, качающуюся длины в байтах части МВМВ-кадра, следующей за полем сигнала.

26. Станция МВМВ, содержащая: физический уровень, который принимает МВМВ-кадр, переданный по беспроводной среде передачи, и получает кадр УДС из МВМВ-кадра, который принят; и уровень УДС, который определяет, является ли кадр УДС ошибочным, и предназначается ли кадр УДС для станции, генерирует кадр подтверждения приема (ПП), и подает кадр ПП на физический уровень, если определено, что кадр УДС не является ошибочным и предназначается для станции, при этом физический уровень генерирует ОВОВ-кадр ПП, основанный на кадре ПП, предоставленном уровнем УДС, и передает ОВОВ-кадр ПП по беспроводной среде передачи.

27. Станция по п.26, в которой принятый МВМВ-кадр содержит множество преамбул ПСФУ, поле сигнала и поле данных, и поле сигнала следует сразу за первой преамбулой ПСФУ.

28. Станция по п.27, в котором поле сигнала содержит информацию, касающуюся длины в байтах части МВМВ-кадра, следующей за полем сигнала.

29. Носитель записи, на который записана компьютерная программа, исполняемая компьютером для осуществления способа по любому из пп.20-25.

30. Способ передачи данных по беспроводной локальной сети (БЛС), содержащий: а) выбор режима ОВОВ для широковещательной или многоадресной передачи кадра УДС; б) генерирование кадра ОВОВ из кадра УДС в соответствии с выбранным режимом ОВОВ; и в) направление сгенерированного кадра ОВОВ в беспроводную среду в соответствии с режимом ОВОВ.

31. Способ по п.30, в котором на этапе а) режим ОВОВ выбирается как режим направления кадра УДС с указанием длины кадра УДС.

32. Способ по п.30, в котором кадр УДС является кадром администрирования или кадром управления,

33. Станция с одним входом и одним выходом (ОВОВ), содержащая: уровень УДС, который генерирует кадр УДС и выбирает режим ОВОВ как режим направления кадра УДС для широковещательной или многоадресной передачи сгенерированного кадра УДС; и физический уровень, который генерирует кадр ОВОВ, основываясь на кадре УДС в соответствии с выбранным режимом ОВОВ, и передает сгенерированный ОВОВ-кадр в беспроводную среду передачи в соответствии с выбранным режимом ОВОВ.

34. Станция по п.33, в которой уровень УДС выбирает режим ОВОВ как режим направления кадра УДС с указанием длины кадра УДС.

35. Станция по п.33, в которой кадр УДС является кадром администрирования или кадром управления.

36. Носитель записи, на который записана компьютерная программа, исполняемая компьютером для осуществления способа по любому из пп.30-32.