[發明專利]一種無線網絡中的信道數據傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201010508588.3
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102448125A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 呂開穎;孫波;李楠;李峰
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W28/20
• 分類號: H04W28/20;H04W72/04
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;龍洪

技術領域

本發明涉及無線網絡通信中的數據傳輸方法，尤其涉及無線局域網(WLAN，Wireless?Local?Area?Network)通信中的信道數據傳輸方法及系統。

背景技術

目前，在無線網絡領域中，WLAN快速地發展，對WLAN覆蓋的需要和要求日益增長，對吞吐量的要求亦越來越高。電氣和電子工程師協會工業規范IEEE802.11組中，先后定義了802.11a，802.11b，802.11g等一系列標準最普通的WLAN技術，隨后又陸續出現了其它任務組，致力于發展涉及現有802.11技術改進的規范，例如，802.11n任務組提出高吞吐量(HT，High?Throughput)的要求，支持高達600Mbps的數據速率；802.11ac任務組進一步提出VHT(Very?High?throughput)的概念，通過引入更大的信道帶寬將數據速率提升到1Gbps。新的協議需要后向兼容之前的協議。

在802.11中，一個接入點(AP，Access?Point)以及與AP相關聯的多個站點(STA，Station)組成了一個基本服務集(BSS，Basic?Service?Set)。802.11定義了兩種操作模式：分布式協調功能(DCF，Distributed?Coordination?Function)和點協調功能(PCF，Point?Coordination?Function)，以及針對這兩種操作模式的改進模式：增強型分布式協調訪問功能(EDCA，Enhanced?Distributed?Channel?Access)和混合協調功能控制信道訪問功能(HCCA，Hybrid?Coordination?Function?Controlled?Channel?Access)。其中，DCF是最基本的操作模式，利用帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問機制CSMA/CA(CSMA?with?Collision?Avoidance)使多個站點共享無線信道。EDCA是增強型操作模式，利用CSMA/CA機制，使多個不同優先級隊列共享無線信道，并可以預約一個傳輸機會(TXOP，Transmission?Opportunity)。

當多個無線站點共享無線信道進行數據傳輸時，無線環境的沖突檢測變得非常困難，其中一大問題就是隱藏站點，如圖1所示。站點A向站點B發送數據，同時站點C也向站點B發送數據，由于站點C和站點A彼此都處于對方的覆蓋范圍之外，站點A和站點C同時發送數據將導致沖突。從站點A的角度來看，站點C即是一個隱藏站點，反之亦然。

為解決隱藏站點問題，802.11提出了虛擬信道檢測機制，即發送方站點和接收方站點通過在無線幀幀頭中包含預約信道時間信息，例如發送方站點發送請求幀(RTS，Request?to?send)進行信道預約，其中包含預約信道時間信息，接收方站點發送響應幀(CTS，Clear?to?send)進行信道預約確認，其中也包含預約信道時間信息，以保證發送方能夠完成幀交換。其它旁聽站點接收到含有該預約信道時間信息的無線幀后，設置一個本地存儲的網絡分配矢量(NAV，Network?Allocation?Vector)的值為上述預約信道時間信息的最大值；在該NAV時間內，旁聽站點不會發送數據，從而避免了隱藏節點競爭信道，造成碰撞。只有當NAV時間減為零后，旁聽站點才會發送數據。RTS/CTS幀的使用方法示意如圖2所示。

上述RTS/CTS機制主要應用于傳統的20MHz信道帶寬上。隨著802.11協議的演進，傳統的20MHz的信道帶寬已經逐漸擴展為40MHz、80MHz、120MHz，甚至160MHz的大帶寬信道，這些大帶寬信道是由若干個20MHz綁定形成的，其中一個20MHz稱為主信道或第一信道，其它20MHz信道稱為輔信道或第二信道，第三信道，依次類推。在5GHz頻譜上，大帶寬信道通常由非重疊(non-overlapping)的20MHz信道組成，根據信道化原則，其中160M帶寬由相鄰或不相鄰的兩個80M帶寬組成，每個80M帶寬由相鄰的兩個40MHz信道組成，并且與其它帶寬沒有任何重疊。每個40M帶寬由相鄰的兩個20MHz基本帶寬信道組成，并且與其它帶寬沒有任何重疊。這種信道化方式形成的帶寬稱為信道化帶寬(Channelization)。大帶寬系統中各種不同信道化帶寬的組成示例如圖3所示。