[發明專利]短物理層控制幀

有效

• 申請號: 201380038747.X
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104488207B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: P.克里斯廷;L.卡里烏
• 申請（專利權）人: 奧林奇公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李芳華;張銀英

本發明涉及一種將控制幀從發射實體(EE1)發送到接收實體(ER1)的方法，該控制幀(RTS1)包含所謂的“第一層”頭部字段(SIG’)，其旨在傳輸與第一層相關的信息，該方法包括使用第一調制技術的調制步驟、以及在調制步驟之前的將與第二層相關的信息插入到所述第一層頭部字段的步驟。

技術領域

本發明的領域是使用無線電、電或光傳輸信道的通信系統，且更具體而言，是在多個發送或接收實體之間共享信道時使用控制幀進行的所述信道的管理。

背景技術

在無線電通信系統、電力線通信和無線光通信中，傳輸信道是共享資源，其受到共享該信道的各個發送和接收實體之間的干擾以及經過信道的各個數據幀之間的沖突的擾亂。為了使數據幀交換更為可靠，在數據幀交換之前和之后在發送實體和接收實體之間交換所謂的“控制”幀。

數據幀和控制幀是相同的格式。圖1示出了幀的組成，以數據幀DATA1和三個控制幀RTS0、CTS0和ACK0的IEEE 802.11(WiFi)標準例子為基礎。該幀包括所有下列部分：

-PLCP(物理層匯聚協議)頭部，包括字段STF(短訓練字段)、LTF(長訓練字段)和SIG(信號字段)，

-MAC(介質訪問控制)頭部，其具有表示幀類型的幀控制字段(例如，DATA表示數據幀或者ACK表示確收幀)，以及一個或多個字段尤其可以是源MAC地址字段、目的MAC地址字段和/或Duration字段(幀交換的持續時間)，

-MAC數據，如果幀是控制幀，則該MAC數據不存在，

-以及其他字段例如FCS(幀校驗序列)、尾部、填充。

STF字段是不變的，并且被用于時間同步。LTF字段被用于頻率同步，并且SIG字段被用于去往接收器的信令數據。

使用OFDM(正交頻分多路復用)調制對字段和數據進行調制。幀被表示為連續的OFDM碼元。

在基于IEEE 802.11標準的局域網所使用的七層OSI(開放系統互聯)通信模型中，PLCP子層是物理層的一部分，這是第一層和最低的一層。MAC子層是數據鏈路層的一部分，這是模型的第二層。在接收到控制幀的數據時，實體的PLCP子層首先檢測使用STF字段開始的幀。如果WiFi幀的時間同步是正確的，則幀被解調，并且結果被返回到MAC子層。MAC子層使用FCS字段來檢查幀的完整性，并且依賴于該結果，它還使用MAC頭部來檢查幀是否確實去往該實體。類似地，生成數據幀或控制幀的機制還需要前兩層即物理層和數據鏈路層之間的交互。

為了使數據幀的交換更為可靠，首先通過發送實體來發送RTS(請求發送)類型的控制幀。所述控制幀旨在將信道保留一段確定的持續時間。接收實體通過發送CTS(清除發送)類型的控制幀來響應。該控制幀旨在確認信道保留一段校正的持續時間。發送實體然后發送數據幀，接收實體以ACK(確收)類型的控制幀對其進行響應。

類似地存在PSPOLL(節能輪詢)類型的控制幀，發送實體在退出待命周期時發送該PSPOLL類型的控制幀，以用信號向發送實體通知它準備接收數據幀。如果發送實體實際具有要發送到接收實體的數據幀，它會這么做。否則，它向接收實體發送ACK類型的控制幀。

SIFS(短幀間序列)周期允許傳輸所涉及的實體從發送模式變化為接收模式(或者相反)的時間。如果需要，該周期被包含在MAC頭部的Duration字段的值的計算中。

數據幀的數據大小可變，從用于互聯網協議電話的大約100字節、或者在機器之間交換的數據的127字節、到用于視頻的幾千字節。基于IEEE802.11a標準，發送100字節可能需要40μs，而發送1500字節的分組可能需要多達2064μs。以基于傳輸信道狀況來優化的速度，例如以16QAM(16態正交幅度調制)技術的36Mbit/s，對構成MAC部分(頭部和數據)的所有字節進行調制。