[發明專利]802.11芯片中TBTT時刻校準的算法和裝置

無效

• 申請號: 200610144231.5
• 申請日: 2006-11-30
• 公開（公告）號: CN101193100A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 蘭天;劉鵬
• 申請（專利權）人: 北京中電華大電子設計有限責任公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線網絡通信領域，尤其涉及一種在802.11芯片中TBTT時刻校準的算法和裝置。

背景技術

802.11協議定義了定時同步功能(TSF)，要求BSS內的所有STA都需要在本地保持一個同步定時器，并通過一種機制使得所有的同步定時器都需要保持同步。這種機制要求BSS內以固定間隔發送一種稱為BEACON的特殊幀，每個BEACON幀內部包括一個發送該幀的STA的同步定時器的副本。這里協議規定同步定時器為64位，單位為微秒；定義相鄰兩個BEACON幀之間的固定間隔為BEACON周期，相隔BEACON周期的時間點稱為的TBTT時刻，定時同步器的零時刻為一個TBTT時刻。在每個TBTT時刻，BSS內應該發送一個BEACON幀，BSS內收到BEACON幀的SAT都應該根據BEACON幀內部的同步定時值更新自己的同步定時器，并校準下一個TBTT時刻，也就是BSS內下一個發送BEACON幀的時刻。

在基礎結構的BSS內，AP作為唯一的定時同步控制器，周期性的發送Beacon幀。在每個TBTT時刻，AP準備一個信標進行發送，如果當時信道不可用，那么延遲信標的發送。每個BEACON幀內部包括一個AP?TSF定時器的副本，接收到該幀的STA應該根據該幀內的同步定時值更新自己的同步定時器，然后根據該值校準自己下一個TBTT時刻。

在IBSS內，定時同步功能(TSF)通過分布算法實實現。IBSS內的BEACON周期由發起該IBSS的STA確定，加入該IBSS中的所有成員都使用該周期，并在TBTT時刻參與BEACON的發送。IBSS中每個STA，如果其收到的BEACON幀中的同步定時值比自己的更新，那么就用該值更新自己的同步定時器，然后使用該值校準自己的下一個TBTT時刻。

802.11協議中對TBTT時刻的使用有嚴格的定義，無論在基礎結構的BSS中，還是在IBSS中，為了保證在TBTT時刻能夠發送BEACON幀，BSS內的每個STA在TBTT時刻都應該掛起非BEACON幀的發送，然后進行BEACON幀的發送或接收。由于無線信道的復雜性，如果在TBTT時刻發現信道忙，那么應該推遲BEACON幀的發送，但是仍然要保證后續的BEACON幀應該以原有額定的信標間隔進行發送，也就是說下一個TBTT時刻應該按原來額定的時間出現，而不能因為上一個BEACON發送的推遲而受到干擾。

802.11協議規范要求，TSF同步定時器的精度要求為+/-0.01％。BEACON周期業界約定為＞20480微秒，那么TBTT時刻的精度要求為小于±2.048微秒。

由于協議規定同步定時器的零時刻是一個TBTT時刻，同時也規定相鄰兩個TBTT時刻間的間隔是BEACON周期，那么可以得到如下推論：每個TBTT時刻的同步定時值都是BEACON周期的整數倍。

由上述推論可知，如果發送BEACON的時刻正好是TBTT時刻，那么該BEACON幀內的同步定時值等于發送該幀的STA內部定時器的值，也就應該是BEACON周期的整數倍。基于這個假定，一種校準下一個TBTT時刻的做法是，認為BSS內每次發送BEACON的時刻正好是在TBTT時刻，那么收到該幀的STA，就可以認為下一個TBTT時刻是收到的BEACON幀的同步定時值加上BEACON周期。記收到BEACON幀的同步定時值為timeStamp，BEACON周期為beaconPeriod，下一個TBTT時刻為nextTBTT，那么可得到：

nextTBTT＝timeStamp+beaconPeriod????…………(1)

但是由于無線信道復雜性，容易干擾的特性，使得發送BEACON的時間點會相對于額定TBTT時刻延遲，而且其延遲具有不確定性。也就是說收到的BEACON幀內的timeStamp值是BEACON周期的整數倍再加上一個延遲。記該延遲為TSDelay，那么可以得到：

timeStamp＝N×beaconPeriod+TSDelay，(N＝0..n，0＜＝TSDelay＜＝BeaconPeriod)…(2)

這樣采用上述方法計算nextTBTT，就得到如下表達式：

nextTBTT＝timeStamp+beaconPeriod+TSDelay(0＜＝TSDelay＜＝BeaconPeriod)………(3)