CN101053220A - 发送确认予网状网络中入口网点的方法及媒体存取控制帧格式 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种通过发送一ACK至一IMP(104－4)以确认在一网状网络(100)中的一数据封包传递的方法。一网状网络(100)包含多个无线链结在一起的网格点(104)。由一站台(STA)发送的一数据封包是由一IMP(104－4)所接收。为了传输该数据封包是产生一MAC帧(200)，且将该帧转送至一EMP(104－2)，以便提供网状网络服务。该MAC帧(200)包含一栏位，其包含一IMP地址(206)及一EMP(208)地址，当该EMP(104－2)成功地接收一数据封包，则该EMP(104－2)或中继网格点(104－5)便发送一ACK至该IMP(104－4)或是前继网格点。

Description

发送确认予网状网络中入口网点的方法及媒体存取控制帧格式
技术领域
本发明是关于一种无线通讯系统，本发明尤其是关于一种在一网状网络及一媒体存取控制(MAC)帧格式中发送一确认(ACK)至一入口网格点(IMP)的方法。
背景技术
网状无线区域网络(WLAN)是一种无线网络，其包含两个或多个经由无线链结相连的网格点，网状网络典型地在网状网络的运作范围内服务一个或多个无线站台(STAs)。网格点是在网状网络中的任意实体，其包含一MAC和连结至无线媒体的实体层(PHY)界面，并支援WLAN网状服务。IMP则是一种网格点，数据通过其进入网状WLAN，而出口网格点(EMP)则是一种网格点，数据通过其离开网状WLAN。由一STA发送的数据则通过网状WLAN排定由IMP至EMP的路线。
IEEE 802.11标准是定义网状WLAN的无线协议的一种标准，现行的IEEE802.11标准定义一种确认模式，其使得在较低层上有更可靠的数据传递，然而，现行的确认机制并无法在网状网络中使用，那是因为在数据送抵目的地之前，整个网状网络需要多个跳点(hops)。
在一网状网络中，需要介于一IMP和一EMP之间的通讯。如同图2所示，一个现有的MAC帧在多跳点传输期间并未包含IMP MAC地址，因此，EMP无法识别IMP且无法与其通讯，在网状WLAN内的IMP和EMP之间并无发送一确认的机制或是帧格式，这点严重地限制了数据传递的可靠性。由于在IMP和EMP之间缺乏ACK机制，IMP便无法知道数据是否已经通过网状网络由EMP正确地接收。
发明内容
本发明是关于一种通过发送一ACK至一IMP以确认在一网状网络中的一数据封包传递的方法，该网状网络包含多个无线链结在一起的网格点。由一STA发送的一数据封包是由一IMP所接收。为了传输该数据封包是产生一MAC帧，且该帧是转送至一EMP以便提供网状网络服务。该MAC帧包含一栏位，其包含一IMP地址及一EMP地址，当该EMP(或是选择性地一中继网格点)成功地接收一数据封包，则该EMP或中继网格点便发送一ACK至该IMP或是前继网格点。
附图说明
通过下文中一较佳实施例的描述、所给予的范例，参照对应的附图，本发明可获得更详细地了解，其中：
图1为本发明于其中实施的网状WLAN示意图；
图2所示为现有的MAC帧示意图；
图3所示为根据本发明，在IMP、EMP及其间的网格点之间，数据和确认传输的信号发送示意图；
图4所示为根据本发明的一网格MAC帧示意图；以及
图5为根据本发明，发送一ACK至IMP的程序流程图。
具体实施方式
此后，专用术语「站台(STA)」，其包含但并未限制于一用户设备、一无线传输/接收单元(WTRU)、一固定或移动用户单元、一呼叫器或可在一无线环境下操作的任何形式的装置。当本文此后提到专用术语「网格点」，其包含但并未限制于一节点B、一基地台、一站台控制器、一存取点或是在无线环境下任何形式的界面装置。
本发明适用于任何无线网状网络，其包含但并未限制于IEEE 802.11、IEEE802.11s、IEEE 802.15、IEEE 802.15.5。
图1为一网状WLAN 100的范例图，其包含八个(8)网格点1041至1048。在此范例中，网格点1044为STA 102的IMP，而网格点1042为由该STA 102发送的数据的EMP。
由STA 102发送的数据是通过在网状WLAN 100中的中继网格点，排定自网格点1044至另一网格点1042的路线以做网际网络存取。多个数据路径是在网状WLAN 100内建立，举例来说，自IMP网格点1044至EMP网格点1042的两个不同的数据路径是于图1中以实线A和B表示。
如同上述参照图2所示，现有的802.11 MAC格式的缺点便在于，在多跳点传输中，MAC帧并未包含该IMP地址，本发明通过在该MAC帧400中包含该IMP地址以解决此问题。请参照图4，其所示为根据本发明的一网格MAC帧200示意图，该MAC帧200包含一MAC表头204、一帧主体212以及一帧检查序列(FCS)栏位214，在这部分，MAC帧格式与现有技术相同，以便确保与之前格式的相容性，该MAC表头204包含一格式控制、一持续时间/ID、地址1、地址2、地址3、一序列控制和地址4，这些元件对熟悉本技术的人士来说都是公知的。
然而，根据本发明，该MAC表头204还包含一网格控制栏位202，该网格控制栏位202包含一IMP地址栏位206及一EMP地址栏位208。该接收网格点以该网格控制栏位202辨别该IMP 1044及该EMP 1042，且可根据IMP地址栏位206发送一确认的IMP 1044或是其他中继网格点。值得注意的是，图4的该MAC帧格式为一种范例，且该网格控制栏位202可包含于该MAC帧200的任何位置，且该IMP和EMP地址栏位的长度也可不同。
在每个网格点都有一路线排定功能，其允许该网格点可基于包含在网格控制栏位202中的EMP地址，知晓排定数据传输的路径。当IMP 1044接收一ACK，该IMP 1044便能丢弃在其队列中的相关数据，如果该IMP1044接收到非确认(NACK)，则该IMP 1044便重新传输该数据，为了避免任何的缓冲区溢载，如果该IMP 1044并未由该EMP 1042接收到ACK或NACK，则该IMP 1044在一定的时间(时间到期)后应该自其队列中丢弃该数据。
图3所示为根据本发明，在一IMP(以网格点1044为例)、一EMP(以网格点1042为例)以及中继网格点1047、1048、1046、1043(图3为了方便并未全部标示)之间，数据封包和ACK沿着数据路径B的发送信号示意图。该数据封包是通过中继网格点1047、1048、1046、1043由IMP 1044转送至该EMP 1042，下文将更详细的描述细节。该MAC帧200在IMP地址栏位206和EMP208地址栏位中包含IMP 1044和EMP 1042地址，当该中继网格点1047、1048、1046、1043及EMP 1042成功地接收到数据封包，该中继网格点1047、1048、1046、1043及EMP 1042便发送一ACK至先前的中继网格点或是IMP 1044。值得注意的是，图3为一种范例，而在IMP 1044及EMP 1042之间可没有中继网格点或具有任意数量的中继网格点，此外，用以发送该ACK的中继网格点可为该数据封包经由其转送的相同网格点，也可以为不同的网格点。
本发明的确认机制支援在一网状WLAN上的单跳点或多跳点数据传输，该确认机制是以四个模式运作：1)EMP至IMP数据确认，以达到更可靠的数据传输(例如：FTP、HTTP)；2)单跳点数据确认，以达到可靠的数据传输；3)结合EMP至IMP及单跳点数据确认，以达到不同可靠度的数据传输(例如：信号发送)；以及4)无确认，以达到高产能、封包遗失复原、延迟灵敏数据传输(例如：视讯/音讯串流)。
在第一种模式中(EMP至IMP确认)，该确认是通过所有路径完成。无论EMP何时接收由IMP发送的封包，该EMP便使用包含于该接收封包的IMP地址回送一ACK至原始产生点。
在第二种模式中(单跳点确认)，该确认是于介于传输网格点及下一个中继接收网格点间的每一个跳点完成。
第三种模式(结合EMP至IMP及单跳点数据确认)，结合了第一种模式和第二种模式。
第四种模式，在IMP和EMP之间不需要任何确认，尽管此模式影响了数据传递的可靠度，但却减少了传输的延迟。
一种新的帧子形式也被定义，其是在帧控制栏位210中的帧子形式信息元件(如图4所示)，用以指示该MAC帧200包含该IMP地址栏位206及该EMP地址栏位208，该帧控制栏位210也可通知数据封包传输是使用上述四种模式中的哪一种确认模式。
在上述四种模式中的第一种和第三种模式方面，该MAC帧格式允许EMP至IMP ACK通过不同于数据封包传输所使用的路径传输，为了减少传输延迟，该发送者在发送下一个帧之前并不需要等待ACK被接收(也即，发送和确认可不同步)，在此状况下，本体ACK可用以降低网络流量，一ACK也可根据流量等级故意地经由不同的路径发送，以便降低ACKs与数据间的竞争，此机制也可用以延迟灵敏的和可容忍错误的应用，例如语音的应用。
图5为根据本发明发送一ACK至该IMP的程序300流程图。一MAC帧是通过附加一MAC表头至一数据封包产生(步骤302)，该MAC表头包含一IMP地址和一EMP地址栏位。该MAC帧是直接或经由一个或多个中继网格点转送至该EMP(步骤304)。该中继网格点，如果有的话，及该EMP发送一成功接收该数据封包的确认至该IMP(步骤306)。
尽管本发明的特征和元件皆于实施例中以特定组合方式所描述，但实施例中每一特征或元件能独自使用，而不需与较佳实施方式的其他特征或元件组合，或是与/不与本发明的其他特征和元件做不同的组合。
实施例
1.一种无线站台(STA)，其包含：
用以处理一媒体存取控制(MAC)帧的装置。
2.如实施例1所述的该STA，其特征在于其是用于一网状网络中。
3.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于其是使用IEEE 802.11无线通讯协议。
4.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于其是使用IEEE 802.11s无线通讯协议。
5.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于其是使用IEEE 802.15无线通讯协议。
6.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于其是使用IEEE 802.15.5无线通讯协议。
7.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于其是使用IEEE 802.16无线通讯协议。
8.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一IMP地址。
9.如实施例8所述的STA，其特征在于该IMP地址指示至一网状网络入口点的地址。
10.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头。
11.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一帧主体。
12.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一帧检查序列栏位。
13.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一帧控制。
14.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一持续时间/ID。
15.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一地址栏位。
16.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含多个地址栏位。
17.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一序列控制。
18.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一网格控制栏位。
19.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一网格控制栏位，且该网格控制栏位包含一IMP地址栏位。
20.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该MAC帧包含一网格控制栏位，且该网格控制栏位包含一EMP地址栏位。
21.如实施例20所述的STA，其特征在于该EMP地址栏位指示一无线网状网络的出口点。
22.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于还包含发送一确认至一IMP地址的装置。
23.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，则该STA在接收一确认之后会丢弃在其队列中的相关数据。
23.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，则该STA在接收一负确认之后会重新传输在其队列中的相关数据。
24.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，当在一特定时期后未接收到一确认或是一负确认时，该STA便会丢弃在其队列中的相关数据。
25.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于在成功地接收该MAC帧之后，便发送一确认。
26.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认在该网状网络中沿着不同于该MAC帧的路径行进。
27.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是在一网状网络上使用一单跳点递送发送。
28.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是在一网状网络上使用多单跳点递送发送。
29.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是发送至一入口地址。
30.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是使用一单跳点数据确认发送至一入口地址。
31.如实施例1-21中任一项所述的STA，其特征在于并无发送确认。
32.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是由一出口地址发送至一入口地址。
33.如实施例25所述的STA，其特征在于该确认是使用一单跳点数据确认由一出口地址发送至一入口地址。
34.如前述实施例中任一项所述的STA，其特征在于该STA传输在接收来自一先前帧的确认前，传输一下一个帧。
35.一种网状系统包含至少一前述实施例中的STA。
36.一种网状系统包含实施例1-34中任一项所述的STA，以及至少一其他STA。
37.一种实施实施例1-34中任一项所述的STA的方法。
38.一种实施实施例35-36中任一项所述的网状系统的方法。
39.一种方法，其步骤包含：
提供一媒体存取控制(MAC)帧。
40.如实施例39所述的方法，其特征在于其是与一无线站台(STA)使用。
41.如实施例39所述的方法，其特征在于其是在一网状网络中使用。
42.如实施例39-41中任一项所述的方法，其特征在于其是使用IEEE802.11无线通讯协议。
43.如实施例39-42中任一项所述的方法，其特征在于其是使用IEEE802.11s无线通讯协议。
44.如实施例39-43中任一项所述的方法，其特征在于其是使用IEEE802.15无线通讯协议。
45.如实施例39-44中任一项所述的方法，其特征在于其是使用IEEE802.15.5无线通讯协议。
46.如实施例39-45中任一项所述的方法，其特征在于其是使用IEEE802.16无线通讯协议。
47.如实施例39-46中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一IMP地址。
48.如实施例47所述的方法，其特征在于该IMP地址指示至一网状网络入口点的地址。
49.如实施例39-48中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头。
50.如实施例39-49中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一帧主体。
51.如实施例39-50中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一帧检查序列栏位。
52.如实施例39-51中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一帧控制。
53.如实施例39-52中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一持续时间/ID。
54.如实施例39-53中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一地址栏位。
55.如实施例39-54中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含多个地址栏位。
56.如实施例39-55中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一序列控制。
57.如实施例39-56中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一MAC表头，且该MAC表头包含一网格控制栏位。
58.如实施例39-57中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一网格控制栏位，且该网格控制栏位包含一IMP地址栏位。
59.如实施例39-58中任一项所述的方法，其特征在于该MAC帧包含一网格控制栏位，且该网格控制栏位包含一EMP地址栏位。
60.如实施例39-59中任一项所述的方法，其特征在于该EMP地址栏位指示一无线网状网络的出口点。
61.如实施例39-60中任一项所述的方法，其特征在于还包含发送一确认至一IMP地址的装置。
62.如实施例39-61中任一项所述的方法，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，则该STA在接收一确认之后会丢弃在其队列中的相关数据。
63.如实施例39-62中任一项所述的方法，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，则该STA在接收一负确认之后会重新传输在其队列中的相关数据。
64.如实施例39-63中任一项所述的方法，其特征在于如果该STA为至一网状网络的一入口点，当在一特定时期后未接收到一确认或是一负确认时，该STA便会丢弃在其队列中的相关数据。
65.如实施例39-64中任一项所述的方法，其特征在于在成功地接收该MAC帧之后，便发送一确认。
66.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认在该网状网络中沿着不同于该MAC帧的路径行进。
67.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是在一网状网络上使用一单跳点递送发送。
68.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是在一网状网络上使用多单跳点递送发送。
69.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是发送至一入口地址。
70.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是使用一单跳点数据确认发送至一入口地址。
71.如实施例39-64中任一项所述的方法，其特征在于并无发送确认。
72.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是由一出口地址发送至一入口地址。
73.如实施例65所述的方法，其特征在于该确认是使用一单跳点数据确认由一出口地址发送至一入口地址。
74.如实施例39-73中任一项所述的方法，其特征在于该STA传输在接收来自一先前帧的确认前，传输一下一个帧。

Claims (21)

1.在一网状无线通讯系统中，其包含多个互相无线链结的网格点，使得一站台(STA)所发送的数据封包是由一入口网格点(IMP)所接收，以便提供该网状无线通讯系统的一服务，一种用以传输该数据封包的媒体存取控制(MAC)帧，其包含：
一栏位，其包含一IMP地址，借此，成功接收该数据封包的一确认是发送至该IMP。
2.根据权利要求1所述的MAC帧，其特征在于还包含一出口网格点(EMP)地址。
3.根据权利要求2所述的MAC帧，其特征在于该MAC帧的一帧控制栏位是指示该MAC帧包含该IMP地址及该EMP地址。
4.根据权利要求2所述的MAC帧，其特征在于该MAC帧的一帧控制栏位是指示用于该数据封包的一确认模式。
5.根据权利要求2所述的MAC帧，其特征在于该ACK是以一EMP至IMP数据确认模式发送。
6.根据权利要求1所述的MAC帧，其特征在于该ACK是以一单跳点数据确认模式发送。
7.根据权利要求2所述的MAC帧，其特征在于该ACK是以一EMP至IMP数据确认模式及单跳点数据确认模式的组合发送。
8.根据权利要求4所述的MAC帧，其特征在于该帧控制栏位指示不需要为该数据封包发送一确认。
9.根据权利要求1所述的MAC帧，其特征在于该ACK是通过与用以传输该数据封包路径不同的一路径发送。
10.根据权利要求9所述的MAC帧，其特征在于一主体ACK是用于确认多个数据封包。
11.根据权利要求9所述的MAC帧，其特征在于该ACK是经由根据流量等级目的的一不同路径发送。
12.在一网状无线通讯系统中，其包含多个互相无线链结的网格点，使得一站台(STA)所发送的数据封包由一入口网格点(IMP)所接收，并转送至一出口网格点(EMP)，以便提供该网状无线通讯系统的一服务，一种用以发送该数据封包的一确认至该IMP的方法，其步骤包含：
产生一媒体存取控制(MAC)帧以传输一数据封包，该MAC帧包含一栏位，该栏位包含一IMP地址及一EMP地址；
经由零个或多个中继网格点，将该MAC帧转送至该EMP；以及
将成功接收该数据封包的一ACK发送至该IMP。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该MAC帧的一帧控制栏位是指示该MAC帧包含该IMP地址及该EMP地址。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该MAC帧的一帧控制栏位是指示用于该数据封包的一确认模式。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该ACK是以一EMP至IMP数据确认模式发送。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该ACK是以一单跳点数据确认模式发送。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该ACK是以一EMP至IMP数据确认模式及单跳点数据确认模式的组合发送。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于该帧控制栏位指示不需要为该数据封包发送一确认。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于该ACK是通过与用以传输该数据封包路径不同的一路径发送。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于一主体ACK是用于确认多个数据封包。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于该ACK系经由根据流量等级目的的一不同路径发送。
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