[發(fā)明專(zhuān)利]控制訪問(wèn)無(wú)線介質(zhì)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580037611.2
• 申請(qǐng)日: 2005-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101061677A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周銘傑;劉堅(jiān)能;劉紹強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L12/413
• 分類(lèi)號(hào): H04L12/413
• 代理公司: 深圳創(chuàng)友專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信，特別涉及利用一個(gè)基于信用的協(xié)調(diào)算法 來(lái)管理無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明背景

[0002]在通信系統(tǒng)里，一個(gè)重要的問(wèn)題是控制在多個(gè)無(wú)線設(shè)備之間的 數(shù)據(jù)傳輸，以避免在多個(gè)同時(shí)傳輸之間發(fā)生沖突。一般而言，這個(gè)問(wèn)題可 以通過(guò)通信協(xié)議的“介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)”層解決。

[0003]載波偵聽(tīng)多路存取/碰撞避免(CSMA/CA)協(xié)議通常由通信協(xié) 議的介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層使用。在采用載波偵聽(tīng)多路存取/碰撞避免 (CSMA/CA)的無(wú)線系統(tǒng)里，需要傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線設(shè)備首先監(jiān)聽(tīng)介質(zhì)，以 檢測(cè)是否有其它無(wú)線設(shè)備正在傳輸。如果有另外一個(gè)設(shè)備已經(jīng)正在傳輸， 原來(lái)的無(wú)線設(shè)備將不會(huì)開(kāi)始傳輸。但是，如果該設(shè)備沒(méi)有監(jiān)測(cè)到其它無(wú)線 設(shè)備正在傳輸，此無(wú)線設(shè)備將開(kāi)始自己的傳輸。有可能在嘗試傳輸數(shù)據(jù)之 前，有多個(gè)無(wú)線設(shè)備在同時(shí)檢測(cè)介質(zhì)。當(dāng)多個(gè)設(shè)備沒(méi)有檢測(cè)到傳輸時(shí)，這 些設(shè)備可能同時(shí)傳輸各自的數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生“碰撞”。一旦檢測(cè)到碰撞，“延 遲”機(jī)制將被使用。每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)來(lái)定義延遲窗口時(shí)間。這些 設(shè)備等待規(guī)定的時(shí)間后，嘗試再次傳輸。如果每個(gè)設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生相同的隨 機(jī)數(shù)，總有一個(gè)設(shè)備將比其它設(shè)備更迅速地嘗試傳輸。因此，避免了隨后 的碰撞。

[0004]無(wú)線通信系統(tǒng)還會(huì)碰到有線通信系統(tǒng)里不會(huì)出現(xiàn)的“隱藏節(jié) 點(diǎn)”問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，在有線通信系統(tǒng)里，每個(gè)設(shè)備能夠檢測(cè)到每個(gè)其它 設(shè)備的傳輸。但是，在無(wú)線通信系統(tǒng)里，這不會(huì)總是可行的。例如，假設(shè) 無(wú)線通信系統(tǒng)由三個(gè)設(shè)備組成(設(shè)備A、B和C)。設(shè)備B被布置在設(shè)備A 和C的通信范圍邊線。而且，設(shè)備A和C被足夠的空間隔離，以至于它 們不能檢測(cè)到各自的傳輸。設(shè)備A和C就可能同時(shí)嘗試傳輸(數(shù)據(jù))到設(shè) 備B。由于在設(shè)備A和C之間的距離，在設(shè)備B上傳輸沖突的碰撞不會(huì)被 設(shè)備A和C中的任何一個(gè)檢測(cè)到。

[0005]現(xiàn)有許多機(jī)制用來(lái)解決隱藏節(jié)點(diǎn)問(wèn)題。例如，IEEE802.11協(xié)議 為此定義一個(gè)幀交換協(xié)議。當(dāng)無(wú)線設(shè)備需要傳送數(shù)據(jù)幀、且沒(méi)有檢測(cè)到其 它設(shè)備正在傳輸時(shí)，它首先傳輸一則請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀。假設(shè)在目標(biāo)設(shè) 備上沒(méi)有發(fā)生碰撞，目標(biāo)設(shè)備傳送一則消除發(fā)送(CTS)幀。消除發(fā)送(CTS) 幀使目標(biāo)通信范圍內(nèi)的其它設(shè)備避免通信一段時(shí)間。而且，消除發(fā)送(CTS) 幀使最初的設(shè)備傳送數(shù)據(jù)幀。在收到數(shù)據(jù)幀之后，目標(biāo)設(shè)備發(fā)送一則確認(rèn) 幀。在收到確認(rèn)幀之后，其它的無(wú)線設(shè)備可以嘗試進(jìn)行通信。

[0006]在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)里，幀的次序被稱(chēng)為分布式協(xié)調(diào)功能 (DCF)。分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)避免了數(shù)據(jù)幀的重復(fù)碰撞。但是，分布 式協(xié)調(diào)功能(DCF)避免不了消除發(fā)送(CTS)和請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀的 碰撞。如果網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)荷很高，網(wǎng)絡(luò)吞吐量和媒體訪問(wèn)分配的公平性可 能會(huì)大大降低。

[0007]IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)也定義了點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)使用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 造來(lái)控制訪問(wèn)介質(zhì)。在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造里，接入點(diǎn)控制基本的服務(wù)集合，并 提供一個(gè)連接到更大網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)，接入點(diǎn)包含一個(gè) 點(diǎn)控制器(PC)。不時(shí)地，點(diǎn)控制器(PC)通過(guò)廣播一個(gè)信標(biāo)幀來(lái)控制介 質(zhì)。此信標(biāo)幀包含一個(gè)非競(jìng)爭(zhēng)周期(CFP)的期望持續(xù)時(shí)間的一個(gè)標(biāo)識(shí)。 收到此信標(biāo)幀的設(shè)備在它們的網(wǎng)絡(luò)分配向量(NAV)里設(shè)置持續(xù)時(shí)間，從 而預(yù)防這些設(shè)備在非競(jìng)爭(zhēng)周期(CFP)內(nèi)獨(dú)立地嘗試傳輸(數(shù)據(jù))。而且，點(diǎn) 控制器(PC)使用優(yōu)先幀間間隔(PIFS)進(jìn)行通信，來(lái)確保最新達(dá)到的無(wú) 線設(shè)備不會(huì)嘗試傳輸。

[0008]在點(diǎn)控制器(PC)控制介質(zhì)之后，點(diǎn)控制器(PC)開(kāi)始輪詢(xún) 在輪詢(xún)列表里標(biāo)出的設(shè)備。具體地，點(diǎn)控制器(PC)發(fā)送一個(gè)非競(jìng)爭(zhēng)-輪 詢(xún)幀(CF-Poll)到一個(gè)特定設(shè)備，使此設(shè)備能夠傳輸(數(shù)據(jù))。如果此設(shè) 備有數(shù)據(jù)需要傳輸，就會(huì)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀。點(diǎn)控制器(PC)在接收到數(shù)據(jù) 幀之后，傳輸一個(gè)確認(rèn)幀。而且，在非競(jìng)爭(zhēng)期(CFP)內(nèi)，點(diǎn)控制器(PC) 可以將數(shù)據(jù)幀傳送給無(wú)線設(shè)備。為了更有效地使用介質(zhì)，接入點(diǎn)(AP)可 以使用單幀組合輪詢(xún)、確認(rèn)和傳送功能。在非競(jìng)爭(zhēng)期(CFP)結(jié)束時(shí)，點(diǎn) 控制器(PC)發(fā)送一個(gè)非競(jìng)爭(zhēng)-結(jié)束(CF-End)幀，然后無(wú)線設(shè)備使用分 布式協(xié)調(diào)功能(DCF)進(jìn)行通信。

發(fā)明概述