管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸的制作方法

管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸的制作方法
【專利摘要】提供了一種用于管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸的方法。所述方法包括：從發送方節點向多個接收方節點發送幀，所述幀包括數據分組的至少一部分和與訪問所述通信介質相關聯的控制信息；通過所述通信介質發送指示時間窗的結束的信息，所述時間窗是為從所述多個接收方節點中的至少一些向所述發送方節點傳輸確認信號而分配的；將所述時間窗中的多個時隙中的每個分配給所述多個接收方節點的不同子集；以及對于給定接收方節點，在分配給所述給定接收方節點的時隙期間，從所述給定接收方節點向所述發送方節點發送確認信號，所述確認信號至少對所述幀進行響應。
【專利說明】管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸
[0001]本申請是申請號為201080014522.7 (PCT/US2010/029601)，發明名稱為“管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸”的中國專利申請的分案申請。
[0002]相關申請的交叉引用
[0003]本申請要求2009年4月I日提交的美國臨時申請N0.61/165，879的權益，所述申請的整個內容通過引用方式并入本文。

【技術領域】
[0004]本說明書涉及管理通過共享通信介質通信的節點間的傳輸(例如管理用于多播傳輸的確認)。

【背景技術】
[0005]在其中多個節點共享通信介質的一些共享介質網絡，諸如有線和無線的局域網(LAN)，具有共同的功能特性。例如，不同的LAN可使用類似或相同的管理網絡操作的協議中的底層機制。所述節點可被實現為通信站點，所述通信站點例如為獨立的設備或在設備中的模塊，且那些站點可根據來自一個或多個層的協議棧中的協議來工作，所述協議棧提供對共享通信介質的訪問。在經歷不可忽視的分組誤碼率的網絡中，可以將可靠地發送到多個目標接收站點的數據利用針對每個期望的接收站點的獨立傳輸而單播發送出去。在一些情況下，取決于期望的接收方站點的數量，這可能需要介質上的大量帶寬。


【發明內容】

[0006]在一方面，總體上提供了一種管理在通過共享通信介質進行通信的節點間的傳輸的方法。所述方法包括:從發送方節點向多個接收方節點發送幀，所述幀包括數據分組的至少一部分和與訪問所述通信介質相關聯的控制信息；通過所述通信介質發送指示時間窗的結束的信息，所述時間窗是為從所述多個接收方節點中的至少一些向所述發送方節點傳輸確認信號而分配的；將所述時間窗中的多個時隙中的每個分配給所述多個接收方節點的不同子集；以及對于給定接收方節點，在分配給所述給定接收方節點的時隙期間，從所述給定接收方節點向所述發送方節點發送確認信號，所述確認信號至少對所述幀進行響應。
[0007]方面可包括一個或多個如下的特征。
[0008]所述確認信號包括對成功接收所述數據分組的所述部分進行響應的肯定確認和對未成功接收所述數據分組的所述部分中的至少一部分進行響應的否定確認中的一個。
[0009]所述否定確認被發送以對成功接收所述幀的至少一部分且未成功接收所述數據分組的所述部分中的至少一部分進行響應。
[0010]來自所述給定接收方節點的所述肯定確認和所述否定確認中的至少一個實質上包括在分配給所述給定接收方節點的時隙期間的剩余空閑。
[0011]所述確認信號包括用于檢測通過所述通信介質的信號的開始的前導碼以及控制信息。
[0012]所述控制信息指示所述確認信號是對應于肯定確認還是否定確認。
[0013]所述控制信息包括一個或多個:指示將在所述時間窗之前的幀的數量的信息；指示所述時間窗的結束的信息；指示所述接收方節點中的至少一個在接收所述幀之后將不向所述發送方節點發送確認信號的信息。
[0014]所述控制信息包括所述指示所述時間窗的結束的信息，并且所述指示所述時間窗的結束的信息包括與所述幀的預定部分有關的持續時間。
[0015]并非所述發送方節點或接收方節點的耦合到所述通信介質的一個或多個節點至少部分基于所述持續時間來確定所述時間窗的結束，并且在所確定的所述時間窗的結束之后發送幀。
[0016]所述一個或多個節點在所確定的所述時間窗的結束之后且在發送所述幀之前，競爭所述通信介質的使用。
[0017]所述控制信息包括所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息，且令先前分配給將不發送確認信號的接收方節點的時隙從所述時間窗中移除。
[0018]所述控制信息包括所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息，且所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息包括位矢量，其中在所述位矢量中的每個位與單個接收方節點相關聯且指示所述接收方節點是否將在先前分配給所述接收方節點的時隙期間向所述發送方節點發送確認信號。
[0019]所述控制信息包括所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息，且所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息包括字段，所述字段指示一個或多個接收方節點中的指定集合是否將在先前分配給所述接收方節點的時隙期間發送確認信號。
[0020]所述控制信息包括所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息，且所述指示所述接收方節點中的至少一個將不發送確認信號的信息包括字段，所述字段指示在指示范圍內具有間隙分配的接收方將不發送確認信號。
[0021]所述指示所述時間窗的結束的信息中的至少一部分被包括在所述幀的所述控制信息中，且所述指示所述時間窗的結束的信息中的至少一部分在所述幀的傳輸之前被分發。
[0022]所述包括在所述幀的所述控制信息中的指示所述時間窗的結束的信息中的所述部分包括:在所述時間窗中的時隙的數量，并且所述指示所述時間窗的結束的在所述幀的傳輸之前被分發到所述接收方節點的信息的部分包括:所述時隙的長度。
[0023]所述分配由所述發送方節點執行。
[0024]所述分配包括以下中的一個:從所述發送方節點向所述多個接收方節點發送一個或多個管理消息，在所述控制信息中發送所述時隙的分配。
[0025]所述分配在所述幀的傳輸之前被執行。
[0026]為確認信號的傳輸分配的時間窗跟在來自所述發送方節點的多個連續幀中的每個的傳輸的后面。
[0027]為確認信號的傳輸分配的所述時間窗跟在來自所述發送方節點的指定幀的傳輸的后面，且所述多個接收方節點選擇性地確認數據分組的選定部分，所述數據分組包括在所述指定幀以及一個或多個從所述發送方節點發送的先前幀中的至少一個之中。
[0028]所述指定幀包括前導碼和控制信息，且在包括所述數據分組的部分和與訪問所述通信介質相關聯的控制信息的所述幀之后，不從所述發送方節點發送分組數據。
[0029]所述方法還包括，在所述指定幀的傳輸之前，基于從所述發送方節點到多個所述接收方節點中的每個接收方節點的信道的信道特性來確定所述指定幀的傳輸參數。
[0030]基于所述信道特性來確定所述傳輸參數包括:估計與到不同接收方節點的多個信道中的每個相關聯的信噪比，且對于給定載波頻率，選擇兼容與最低信噪比相關聯的信道的傳輸參數。
[0031]至少部分基于攜帶指示所述時間窗的結束的信息的幀的頭部中的信息，指示所述時間窗的結束。
[0032]所述方法還包括檢測一個或多個不再共享所述通信介質的接收方節點。
[0033]所述方法還包括由所述發送方節點檢測從所述發送方節點到一個或多個所述接收方節點的信道已經變化，且調整從所述發送方節點到所述接收方節點的一個或多個后續幀的傳輸參數來將所述信道中的變化考慮在內。
[0034]所述多個接收方節點的一個或多個不包括在任何不同的子集中且不被分配用于向所述發送方節點傳輸確認信號的時隙。
[0035]在另一方面，總體上提供了一種系統，其包括:發送方節點，其與網絡中的多個接收方節點中的至少一些進行通信。所述發送方節點被配置為:發送包括數據分組中的至少一部分和與訪問所述通信介質相關聯的控制信息的幀，發送指示時間窗的結束的信息，所述時間窗是為從所述多個接收方節點中的至少一些向所述發送方節點傳輸確認信號而分配的。所述系統包括在所述多個接收方節點中的接收方節點，其被配置為:在分配給給定接收方節點的時隙期間向所述發送方節點發送確認信號，所述確認信號至少對所述幀進行響應。
[0036]在本發明的諸多優點(其中一些僅可在其多種方面和實現中的一些中獲得)中有以下部分。
[0037]廣播和多播消息可同時從一個站點(所述“發送方”站點)發送到網絡中的多個站點，且對于確認可從一些或所有期望接收方(所述“接收方”站點)收集。多播或廣播幀可通過市場上可買到的沒有確認或者其中只有目標接收方可以用確認進行響應的具有部分確認方案的LAN系統來發送。
[0038]其他方面和優點根據詳細的說明、附圖、附件和權利要求變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是通信網絡的原理圖。
[0040]圖2是用于通過所述網絡通信的通信系統的框圖。
[0041]圖3是用于多播傳輸的確認方案的一個示例。
[0042]圖4是用于多播傳輸的確認方案的另一個示例。
[0043]圖5是用于多播傳輸的確認方案的另一個不例。
[0044]圖6是用于多播傳輸的確認方案的另一個不例。
[0045]圖7是表示在管理網絡中的節點之間的傳輸中的示例性操作的流程圖。
[0046]圖8是表示在管理來自發送方節點的傳輸中在發送方節點處示例性操作的流程圖。
[0047]圖9是表示在管理對發送方節點的確認中在接收方節點處示例性操作的流程圖。

【具體實施方式】
[0048]本發明具有很多可行的實現，以至于無法全在本文中描述。一些目前優選的可能的實現在下面描述。然而，在此著重強調，這些是作為本發明實現的描述，并不是本發明的描述，其并不限于在本節描述的具體實現，而是在權利要求中以較寬泛的術語來描述。
[0049]一種時隙立即響應確認方案提供了在共享介質網絡(例如，局域網或多個能夠發送共享公共通信介質的站點的其他網絡)中的多播和廣播消息的可靠發送。所述方案允許廣播和多播消息被同時從一個站點發送到在所述網絡中的多個站點，且用于將被從一些或所有期望接收方(所述“接收方”站點)收集確認。
[0050]圖1示出了一種通信系統100的示例，所述通信系統包括每個被耦合到共享通信介質104(其可包括不同類型的物理傳輸介質中的任意一種或多種耦合的介質的組合)上的站點102A-102F，通過所述通信介質104，來自發送站點的信號可發送到耦合到所述通信介質上的任何站點。所述站點包括將所述站點耦合到所述通信介質104的網絡接口模塊106。發送方站點102A通過所述介質104發送巾貞。所述巾貞的一部分(例如也被稱為“巾貞控制”字段的頭部)可被網絡上的所有節點解調和解碼。但是，攜帶數據分組或者數據分組的部分的有效載荷可被包括于所述幀中，而僅期望的接收方能夠解調，所述期望的接收方是在這一示例中的“接收方站點”102C、102D和102E。如下面更詳細的描述的那樣，所述接收方站點可解釋在所述幀的頭部中的信息以確定它們是否為期望的接收方和/或它們是否在它們的所分配的縫隙以確認信號響應所述發送方。
[0051]任意一種通信系統架構可被用于實現將數據轉換為信號波形或者將信號波形轉換為數據的所述網絡接口模塊的部分，其中所述信號波形通過所述通信介質傳輸。在站點上運行的應用程序向所述網絡接口模塊提供并從所述網絡接口接收由媒體訪問控制(MAC)子層生成的以段的形式(稱為幀)的數據。幀可通過包括更高層的數據作為有效載荷并增加諸如頭部和/或尾部(例如末尾的冗余碼)的控制信息封裝來自更高層的數據(例如數據分組或數據分組的部分)。在一些情況中，可在不封裝更高層數據作為有效載荷的情況下發送中貞。
[0052]因為幀由MAC層封裝并通過通信介質傳輸而被傳輸到物理(PHY)層，幀可具有不同的名稱。“MAC服務數據單元(MSDU) ”是由所述MAC層接收的信息的段。所述MAC層可處理所接收的MSDU并使之適合生成“MAC協議數據單元(MPDU) ”。MPDU是包括頭部字段(例如具有管理和控制信息)和由MAC層要求PHY層傳輸的(可選的)有效載荷字段的信息的段。MPDU可以具有基于正被發送的數據類型的任意各種格式。“phy協議數據單元(prou) ”指的是已調制的信號波形，所述信號波形表示由所述物理層通過電力線發送的MPDU。
[0053]除從MSDU生成MPDU之外，所述MAC層可提供數個功能，包括介質訪問控制、為所述MSDU提供所需要的服務質量(QoS)、損壞信息的重發、路由以及中繼。介質訪問控制通過指定站點何時被允許發送而使站點能夠共享所述通信介質。所述MAC可使用多個類型的介質訪問控制機制，例如帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問(CSMA/CA)、集中式的時分多址訪問(TDMA)、分布式的TDMA、基于令牌的信道訪問等。類似地，還可使用各種各樣的重發機制。
[0054]所述物理層還可使用各種技術來使能經由所述通信介質(電力線、同軸電纜、雙絞線等)來可靠且有效地傳輸。可使用例如正交頻分多路復用技術(OFDM)或小波調制的多種調制技術。例如Viterbi碼、Reed-Solomon碼、鏈接碼、turbo code、低密度奇偶校驗碼等的前向糾錯(FEC)碼可被PHY使用來克服錯誤。
[0055]所述PHY層的一些實現使用OFDM調制。在OFDM調制中，數據以OFDM “符號”的形式發送。每個符號都具有預定的持續時間或符號時間Ts。每個符號從疊加的N個正弦載波生成，所述N個正弦載波相互正交且形成OFDM載波。每個載波具有從所述符號的開始測量的峰值頻率fi和相位Φρ對于這些相互正交的載波中的任一，所述正弦波形的全部數量的周期被包含在所述符號時間Ts內。也就是說，每個載波頻率是頻率間隔Af = 1/%的整數倍。所述載波的相位Oi和幅值Ai可獨立的選擇(根據適當調制方案)，而不影響產生的調制波的正交性。所述載波占用在頻率和fN之間的頻率范圍，稱為OFDM帶寬。
[0056]從一個發送方到接收方的通信信道可不同于從另一個發送方到這一接收方的信道、從這一發送方到另一接收方的信道或從這一接收方到這一發送方的反向信道。信道特性關系到所發送的信號是如何在所述發送方和接收方之間失真、衰減和干擾的，且所述信道特性可能隨著時間改變。所述發送方和接收方可對調制、FEC等進行調整，以在使用所述介質過程中將效率最大化。對于多播傳輸，這包含最大化到多播組中的所有接收方的數據成功發送率。
[0057]參考圖2，一種通信系統200包括用于經由通信介質204向接收方206發送信號(例如OFDM符號序列)的發送方202。所述發送方202和接收方206可被包括在每個站點處的網絡接口模塊中。所述通信介質204可提供與通過網絡從一個站點到另一個站點的路徑相對應的各自不同的通信信道。
[0058]在所述發送方202中，實現PHY層的模塊從所述MAC層接收MPDU。所述MPDU被發送到編碼器模塊220以執行處理，例如加擾、糾錯碼和交織。
[0059]編碼后的數據被輸入到映射模塊222，其取得一組數據位(例如1、2、3、4、6、8或10位)，這取決于用于當前符號的星座圖(例如BPSK、QPSK、8-QAM、16-QAM星座圖)，并將由那些位表示的數據值映射為在當前符號的載波中的同相(I)和正交相位(Q)分量的對應的幅值。這導致每個數據值與對應的復數Ci =Ai θχρΟΦ,)關聯，所述復數的實部對應于I分量，所述復數的虛部對應于具有峰值頻率A的載波的Q分量。可替代地，可使用將數據值關聯到調制載波的任何適合的調制方案。
[0060]所述映射模塊222還確定所述系統200可使用在所述OFDM帶寬中的載波頻率 ……、fN中的哪一個來發送信息。例如可避免一些正在衰減的載波，且在那些載波上不發送信息。作為替代，所述映射模塊222使用相干BPSK，其利用來自這一載波的偽隨機噪聲(PN)序列的二進制值而調制。對于一些對應于在可輻射功率的介質204上受限的波段(例如非專業無線電波段)的載波(例如載波i = 10)，沒有能量在那些載波上發送(例如Aiq= 0)。所述映射模塊222還根據“音調映射”來確定在每個載波(或“音調”)中使用的調制類型。如下面更加詳細的描述的那樣，所述音調映射可以為默認音調映射，或通過接收站點確定的自定義音調映射。
[0061]離散傅里葉反變換(IDFT)模塊224將由所述映射模塊222確定的N個復數(對于未使用的載波，其中的一些可以是零)的結果集調制到N個具有峰值頻率f\、……、fN的正交載波上。所述調制載波通過IDFT模塊224組合以形成離散時間符號波S(n)(采樣率fK)，所述符號波可被記為:N
S (?) = Σ ^iexp[/' (2π--/Ν+Φι) ]Eq.(I)
i= I
[0062]其中所述時間指數η為I到N，Ai為幅值，Oi為所述具有峰值頻率A = (i/N) fE的載波的相位，且./=斤。在一些實現中，所述離散傅里葉變換對應其中N為2的冪的快速傅里葉變換(FFT)。
[0063]后處理模塊226將連續的(可能重疊)符號的序列組合成可作為連續塊通過通信介質204發送的“符號集”。所述后處理模塊226將可用于自動增益控制(AGC)和符號定時同步的符號集預置一前導碼。為了減輕符號間和載波間的干擾(例如，由于在所述系統200和/或所述通信介質204的缺陷)，所述后處理模塊226可用一個循環前綴擴展每個符號，其中所述循環前綴為所述符號的最后部分的復制。所述后處理模塊226還執行其他功能，例如對所述符號集中的符號子集施加脈沖整形窗(例如使用升余弦窗或其他類型的脈沖整形窗)和使所述符號子集重疊。
[0064]模擬前端(AFE)模塊228將包含連續時間(例如經過低通濾波的)形式的符號集的模擬信號耦合到所述通信介質204。通過通信介質204傳輸所述連續時間形式的波S (t)的效果可由函數g(T ；t)的卷積來表示，所述函數表示在所述通信介質上傳輸的脈沖響應。所述通信介質204可加入噪聲n(t)，所述噪聲可以是由干擾機發射的隨機噪聲和/或窄帶噪聲。
[0065]在所述接收方206，實現PHY層的模塊從所述通信介質204接收信號，并為MAC層生成MPDU。AFE模塊230連同自動增益控制(AGC)模塊232和時間同步模塊234—起工作，以向離散傅里葉變換(DFT)模塊236提供采樣后的信號數據和定時信息。
[0066]在去除循環前綴之后，所述接收方206將采樣后的離散時間符號輸入DFT模塊236，以提取表示編碼數據值的N個復數序列(通過執行N點DFT)。解調器/解碼器模塊238將所述復數映射到對應的位序列，并對所述位進行適當的解碼(包括去交織和解擾)。
[0067]包括在所述發送方202或接收方206中的模塊的所述通信系統200的任何模塊可使用硬件、軟件或硬件和軟件的組合來實現。
[0068]在所述系統100的一個實現中，時隙立即確認機制可通過從接收方(所述接收方節點)向發送方(所述發送方節點)提供傳輸是否被期望接收方成功解碼的指示，來提高多播和廣播傳輸的發送的可靠性。這樣的指示允許所述發送方選擇性地重發未成功解碼的數據。所述發送方可多次重發數據，直到所有期望的接收方都已成功地接收并解碼所述數據。在一些實現中，所述確認方案可被用于通過局域網(LAN)發送數字編碼視頻流，在所述局域網中，存在有限數量的站點來接收所述數字視頻。總的來說，對于保證通過共享介質網絡可靠地發送多播和廣播消息來說，所述確認方案是很有用的。
[0069]在一些實現中，作為公共網絡的成員的多個成員站點共享可以傳送信號的單個通信介質(其可包括一個或多個不同類型的耦合的物理傳輸介質，例如不同類型的電纜或線路)。所述介質訪問控制(MAC)子層，即比OSI參考模型中的鏈路層的更低的子層，執行成功共享所述介質所需的介質訪問協議。每個成員站點都遵循一組規則和相關聯的行為，其總體上允許站點依次獲得對所述介質的訪問，并將消息發送到網絡中的一個或多個其他站點。
[0070]網絡訪問協議可被分類為“基于競爭”和“無競爭”。在一些實現中，基于競爭的訪問協議使用“先聽后說”的帶有沖突檢測(CD)或沖突避免(CA)的載波偵聽多路訪問(CSMA)介質訪問協議。在一些使用這些協議的系統中，具有待傳輸的消息的站點在傳輸所述消息之前監聽所述網絡來保證它是空閑的(例如沒有其他站點在傳輸)。如果兩個或多個站點同時傳輸，所述傳輸通常會失敗。在這樣的示例中，所述發送者可檢測所述失敗，并且在等待一些隨機的時間段之后，再次競爭所述網絡以重發所述失敗的傳輸。
[0071]在一些實現中，在網絡上保留每次僅允許一個站點發送的時間段時，會出現無競爭訪問。這樣的無競爭訪問的示例是時分多址訪問(TDMA)。然而，無競爭訪問還可以立即發生在站點成功競爭到對所述網路的訪問之后。在贏得競爭和成功發送第一幀之后，根據一些允許發送方保持排它地訪問所述介質的介質訪問規則，在發送第一幀之后立即發送的幀可以是無競爭的。
[0072]很多共享網絡系統支持基于競爭和無競爭兩種訪問協議。在這樣的系統中，歸因于多訪問系統的分布式性質，介質訪問協議被精心設計以保證所述網絡良好表現。
[0073]在一些實現中，為了識別哪一或哪些站點是期望的接收方，使用消息的尋址。例如，消息可與包含目的地地址的頭部一起發送，來識別在所述網絡中為期望接收方的所述站點。單播目的地地址識別單個特定接收方站點。多播目的地地址識別一組期望接收方站點，并且廣播地址識別在網絡中作為期望接收方的所有站點。
[0074]在一些實現中，從接收方到發送方的確認消息被用于保證網絡的可靠性。一些共享網絡使用被稱為“立即確認”的MAC層確認。立即確認在接收幀之后且作為響應立即在一個窗內發送的確認信號。所述確認是對所述幀的響應，但是可能作為對接收到來自所述幀的數據或對前一個幀的確認，還可以作為之前發送的確認的重復。所述窗可以以具有一定量時間的“間隔”開始，在所述時間期間所述介質是空閑的。這樣的MAC層確認被用于檢測在接收方中對消息的解碼失敗。接著可使用重發來彌補這一失敗。接收失敗可歸因于傳輸沖突(兩個站點為了傳輸同時競爭網絡訪問)或者因為差的信道(噪聲和多路徑)和變化的信道特性而發生。在一些情況中，使用立即確認方案是有利的。例如，在一定條件下，無線網絡和電力線網絡可能更加容易受影響從而導致接收幀的失敗，因而這些類型的網絡通常使用立即確認。
[0075]通常使用的MAC層確認包括簡單確認(“ACK”)、簡單否定確認(NACK)和/或選擇性或者塊確認(SACK)。ACK—般由具有單播幀的接收方在每當所述幀被成功接收并解碼的時候發送。NACK由所述具有單播幀的接收方在每當接收方檢測到所述幀但是在對所述幀進行解碼時發現數據中存在錯誤的時候發送。預期的ACK的缺失通常被解釋為NACK。在一些實現中，所述發送方可要求所述接收方重發其預期的但是未正確接收的確認，以避免不必要的數據重發。SACK被用于提高網絡的吞吐量和效率。例如，向第二站點(接收方)發送數據的站點(發送方)將所述數據組織成用序列號標識的數據塊。所述塊可在單獨的幀或多個幀中發送。所述接收方使用選擇性或塊確認(SACK)來指示哪些塊被正確接收和哪些塊存在錯誤且未被正確接收。所述塊可通過序列號或在所述塊在被發送的幀中的位置來標識。在一些實現中，所述發送方僅重發哪些具有錯誤的數據塊。
[0076]通過網絡傳輸的數據通常被構建為幀。在一些實現中，幀通常具有三個主要部分:前導碼、頭部和數據有效載荷。例如，所述前導碼首先被發送，允許所述接收方檢測到幀的開始。在一些實現中，前導碼還可用于執行信道估計。所述頭部可接著被發送，且可包含例如幀的類型(如果附加了有效載荷)、目的地地址和發送方的地址的控制信息。所述有效載荷通常包含一組允許所述接收方確定是否所述數據有效載荷被正確解碼的循環冗余校驗(CRC)位。
[0077]在一些情況中，使用了簡單幀交換確認方案，其中具有數據有效載荷的單播地址幀被從一個站點(發送方)發送到第二站點(接收方)，且所述接收方站點使用ACK幀確認所述數據幀。所述數據幀包含前導碼、頭部和數據有效載荷。所述ACK幀包含前導碼和頭部，但是沒有數據有效載荷。在一些實現中，在所述ACK頭部中一個或多個字段將所述幀標識為確認幀。在這一示例中，所述ACK緊跟在所述數據幀后的短的幀間間隔(IFG)之后，且沒有其他站點能夠在所述網絡上傳輸。因而，所述ACK幀如果被發送，是無競爭發送的。
[0078]在一些情況中，還可使用選擇性或塊確認(SACK)。在這些情況中，所述發送方將所述數據組織成在多個幀中發送的塊。在所述幀的頭部中的字段指示所述接收方是否使用選擇性的確認來響應。所述發送方可發送多個幀，且在最后的幀指示請求選擇性的確認響應。此時此刻，所述接收方使用指示哪些數據塊被成功發送和哪些存在錯誤的選擇性的ACK幀來響應。在一些情況中,所述選擇性ACK包括數據有效載荷。在一些實現中,所述指示哪些幀被正確接收和哪些幀被錯誤接收的數據被發送作為這一數據有效載荷的一部分。在另外的實現中，所述選擇性確認數據可被作為頭部的一部分發送出去。
[0079]在一些實現中，多播或廣播幀可通過商業上可獲得的不具有確認方案或僅具有部分確認方案的LAN系統發送，其中在所述部分確認方案中僅有一個期望接收方可使用確認響應。
[0080]在一些實現中，具有通過共享介質網絡發送到多個接收方的數據的站點將所述數據以一個或多個在幀的頭部內具有廣播或多播目的地地址的所述幀的形式發送出去。在所發送的幀的頭部中的控制信息指示所期望的接收方是否應當根據這里描述的方法和系統使用確認響應。在一些實現中，所述多播或廣播幀的接收方可在緊跟所述廣播或多播幀的定期、循環的非重疊時間段(稱為“間隙”)期間來發送確認。所述間隙可順序編號，其中在時間上最早出現的間隙被編為1，下一個被編為2，以此類推。在所述多播或廣播幀和第一間隙之間且可選地在所述間隙之間可能具有短的幀間間隔(IFG)周期。所述多播或廣播消息的結束被用來確定每個間隙在時間上的開始和結束點。
[0081]在一些實現中，可用于發送確認的所述間隙的數量是由所述多播和廣播幀的發送方確定。在另一些實現中，用于發送確認的所述間隙的數量是由所述網絡中的任何其他節點確定。在所述多播或廣播的幀的頭部中的信息，可指示緊跟在每個多播或廣播的幀之后可用于發送確認的總的時間段。在一些實現中，關于緊跟在每個多播或廣播的幀之后可用于發送確認的總的時間段的信息可通過一個或多個發送到所有接收方中的管理消息來發送。在所述網絡中的所有站點對在所述多播和廣播幀的頭部和/或管理消息中的信息進行解碼，且使用這一信息來阻止發送(除非作為對所述多播或廣播幀的至少一部分進行響應的確認)，直到為確認而保留的所述時間段的結束。因而，在這樣的實現中，所述確認是無競爭發送的。
[0082]緊跟每個多播或廣播幀的為發送確認而保留的所述總的時間段可使用包含確認間隙的數量的字段來指示。在一些實現中，所述確認間隙的持續時間和所述IFG對于所述網絡中的站點是已知的，且可被用于計算為發送確認而保留的時間段的總持續時間。可替代地，字段指示為發送確認而保留的持續時間，或者幀交換序列的總時間(即，所述多播或廣播幀的持續時間加上為發送確認而保留的時間)，或者所述幀交換序列的總時間減去一個間隙和一個IFG的持續時間。后者對于單播幀傳輸立即確認的兼容性是很有用的，其中所述持續時間字段指示發送所述幀的時間。包含確認間隙的數量的所述字段可被包括在緊跟在確認窗之前的幀的頭部之內，或者在先前幀的頭部內，或者在所述發送方站點開始多播或廣播傳輸之前發送的管理消息內。
[0083]在一些實現中，所述多播或廣播幀的發送方可使用為發送確認而保留的持續時間的指示，來修改期望接收方。例如，先前作為期望接收方被分配間隙(例如，使用管理消息)的所述站點的子集在他們被分配的間隙時發送確認，且作為期望接收方的所述站點中的一些被移除，因此不再發送確認。在這樣的情況中，如果用于傳輸確認的所述間隙在時間上晚于所修改的(例如更短)為發送確認而保留的時間發生，則發送確認的站點不發送確認。
[0084]在一些實現中，所述多播或廣播消息的一些期望接收方不被要求使用確認響應。當對于一些站點來說能夠保證成功發送所述多播、或廣播消息并不是重要的、或者對于其來說發送是基本確定時，尤其當比起其他被要求響應的站點，這將是很有用的。
[0085]在一些實現中，所述廣播或多播幀的發送方，在發出一個或多個包含數據的幀之后，發送僅包含前導碼和頭部的確認請求幀。所述廣播或多播幀的期望接收方通過根據如下面描述的所使用的確認類型(簡單或選擇性的)確認最近發送的幀來響應所述確認請求。
[0086]在一些實現中，響應廣播或多播幀的每個站點被分配一個用于發送確認的唯一的間隙。在一個這樣的實現中，所述確認在每個廣播或多播幀或數據分組之后發送，且所述確認指示成功或失敗地接收和/或解碼剛在先前出現的幀或數據分組。可使用肯定確認來指示已成功接收并解碼先前的幀。可使用否定確認來指示先前的幀已經接收或檢測到但是未成功解碼。在一些情況中，在確認間隙中沒有響應向所述發送方表示:所述接收方未檢測到所述幀且需要重發。在一些實現中，可以僅使用肯定確認。在一些實現中，接收方可被分配單個時隙來發送肯定或否定的確認。在另一些實現中，接收方可被分配不同的間隙來發送肯定確認和否定確認。在一些實現中，一組接收方可被分配相同的間隙，在這相同的間隙中傳輸肯定或否定確認。在一些實現中，ACK和/或NACK間隙可與數據塊相關聯。
[0087]所述確認可具有多種形式。在一些實現中，所述確認可包括前導碼和頭部，或者簡單的前導碼模式。在所述前導碼和頭部的情況中，在所述頭部中的信息可指示所述確認是肯定還是否定確認。在一些實現中，所述頭部可指示其他信息，例如發送所述確認的站點的地址。在所述前導碼模式的情況中，可使用兩個不同的前導碼模式來分別指示肯定和否定確認。
[0088]現在參考圖3，示出和描述了一種用于多播傳輸的確認方案300的示例。在圖3示出的示例中，所述確認包括前導碼310和頭部320。圖4描繪了用于多播傳輸的確認方案400的示例，其中確認僅包括前導碼模式。在這一示例中，所述前導碼模式310可不同于用在包括附加信息的幀的開始的其他前導碼模式。當所述前導碼模式310被單獨發送時，可不再需要提供用于檢測幀的開始的定時信息。例如，單獨發送的前導碼模式310可包括X個相同的OFDM符號的序列；然而在頭部320之前發送的前導碼模式310可包括Y個相同的OFDM符號的序列且隨后是Z個具有相反極性(例如，相同時域波形但是相反的符號)的CFDM符號。
[0089]現在參考圖5,不出了一種用于多播傳輸使用選擇性確認的確認方案500的不例。在這一示例中，使用了選擇性或塊確認方案。在這樣的一個實現中，所述發送方使用一個或多個幀發送數據塊中的數據。期望的接收方發送選擇性的確認，所述確認指示先前的幀中哪些數據塊被成功接收和/或解碼，而哪些未被成功接收和/或解碼。所述發送方僅重發那些未被一個或多個期望接收方成功解碼的數據塊。在一些實現中，在所述多播或廣播幀的頭部320中的信息指示所述期望接收方是否要使用確認響應。所述指示哪些塊被或未被成功接收和/或解碼的信息可在所述確認幀中的數據有效載荷部分中發送。在一些情況中，這樣的信息可在所述確認幀的頭部部分320中指示。在圖3示出的示例中，所述選擇性確認在所述確認幀的數據有效載荷部分330中發送出去。
[0090]在一些實現中,將被用于發送確認的間隙由所述多播或廣播巾貞的發送方分配。由所述發送方或網絡中的其他任何節點發送的管理消息可被用于分配所述間隙，且所述間隙的分配可根據需要更新，如站點加入或離開所述網絡，或者如站點加入或離開多播組。在一些實現中，在所述多播或廣播幀的頭部320中的信息可被用于指示在每個確認間隙中哪個站點將要響應。
[0091]在管理消息被用于分配間隙的實現中，附加信息可被包括在所述頭部320中，以選擇性地限制可響應的站點組。例如，在所述頭部320中的字段可被用來指示從時間上在所述多播或廣播幀之后的第一間隙并不是在確認順序中的第一間隙，而是更高編號的間隙。在這一情況中，分配的間隙的數量少于所指示的間隙數量的站點并不使用確認響應，其受到在確認周期中可獲得的時間量或確認間隙的數量限制。在另一個示例中，可使用位矢量來指示根據他們的間隙分配哪些站點需要進行響應。在這一情況中，每個站點能夠通過計數在分配的間隙之前的間隙數量、假設對于所有間隙請求的響應的已知持續時間和對于所有間隙不請求的響應的零持續時間，來確定發送確認的分配的間隙何時開始。在再另一個示例中，在所述頭部320中的字段可被用來指示在確認窗中間隙的數量。在這一情況中，被分配超出指定數量的間隙的站點不發送確認。
[0092]在一些實現中，多播傳輸期望的接收方組可隨著時間改變。例如，當所述多播傳輸是打算供給多個顯示設備(例如電視、計算機)的視頻流時，顯示設備的數量可能隨著時間因為用戶打開或關閉他們相應的顯示設備而改變。在這樣的情況中，用于接收方確認的間隙分配需要進行改變。在一些實現中，通過使用管理消息來完成更新所述間隙分配。這些管理消息可包括關于何時轉到新的間隙分配將生效的信息。例如，所述管理消息可包括在其后所述新的間隙分配將生效的時間。在一些實現中，所述頭部320中的控制信息可被用來指示將使用的間隙分配規則。
[0093]現在參考圖6,不出和描述了用于多播傳輸的確認方案600的另一個不例。在這一不例中，一對間隙被分別用于傳輸肯定和否定確認。在一些實現中，多于一對的間隙可被用于傳輸所述肯定和否定確認。在一對間隙中的第一間隙可被用于肯定確認，且在一對中的第二間隙可用于否定確認。肯定確認可使用僅前導碼模式310或者前導碼310和頭部320的形式來發送。否定確認可使使用前導碼310和頭部320來發送確認。在一些實現中，多個站點可以在同一確認間隙中發送確認。在這樣的情況中，當兩個或更多站點在同一間隙發送確認時，所述前導碼模式310積極地干擾，從而允許所述多播或廣播消息的發送方可靠地檢測所述前導碼模式310。
[0094]當大多數多播或廣播幀被期望接收方成功解碼時，否定確認之間的沖突將是罕見的。在這樣的情況中，否定確認的頭部320將被成功解碼，從而允許所述發送方知道哪一站點不能夠成功解碼所述多播或廣播幀。如果在同一站點重復出現失敗，則所述發送方可采取行動，例如重新評價在所述發送方和所述失敗的站點之間信道的信道特性。所述發送方可相應調整一個或多個傳輸參數。例如，所述發送方可調整用于發送所述多播或廣播幀的編碼方式。
[0095]當多對間隙被用于確認響應時，可以由發送方使用所述多播或廣播幀的頭部320中的管理消息或信息以分配哪對確認間隙由發送確認的每個站點使用。現在參考圖7，流程圖700表示了用于管理在網絡中的節點間傳輸的操作的特殊布置。通常所述操作在所述網絡的節點上的一個或多個計算設備執行。在一些實現中，可在這些設備中存在的處理器上執行一個或多個這樣的操作。
[0096]操作可包括從發送方節點向多個接收方節點發送幀(步驟710)。在一些實現中，這可以是用于連接到所述網絡中的所有接收方的廣播幀。在一些實現中，所述幀對于期望的多個接收方可以是多播幀，而對于網絡中的其他節點則不是。
[0097]操作可包括分發指示為確認的傳輸分配的時間窗的結束的信息(步驟720)。在一些實現中，這樣的信息被分發為管理信息的一部分，所述管理信息從發送方節點發送到網絡中的多個接收方節點。這樣的管理信息可在所述發送方和多個所述接收方之間的幀傳輸之前分發。在一些實現中，所述管理信息通過從網絡中的一個節點(例如所述發送方節點)到其他節點(例如所述多個接收方節點)間的傳輸來進行分發。在一些實現中，所述管理信息可通過在例如所述多個接收方節點的節點中對所述信息預編程來進行分發。在一些實現中，這樣的管理信息的至少一部分可被作為控制信息包括在從發送方到多個接收方節點傳輸的幀中，例如在頭部320中。在一些實現中，指示所述時間窗結束的信息可被明確地規定。在其他實現中，這樣的信息可以從其他信息中導出，例如時間窗內的間隙數量和每個間隙的長度。
[0098]操作還可包括為了發送確認消息在所述時間窗內向接收方節點的子集分配時隙(步驟730)。在一些實現中，所述多個接收方節點中的一些接收方節點被分配時隙，并且其他接收方節點未被分配任何時隙。在一些實現中，接收方節點的每個子集可僅包括單個接收方節點，且每個接收方節點可被分配唯一的時隙。
[0099]操作還可包括在所分配的時隙期間從接收方向發送方發送確認(步驟740)。發送確認可包括:響應于從所述發送方成功接收幀的至少一部分，發送肯定確認。發送確認還可包括:響應于未從所述發送方接收到幀的至少一部分，發送否定確認。發送確認還可作為對從所述發送方接收每個幀的響應，或者還可以作為對接收到一組幀的響應。在一些實現中，由接收方發送確認是作為對所接收的指示發送方請求了確認的幀的至少一部分的響應。所述確認由接收方在分配給所述接收方的時間窗內的間隙中發送。
[0100]現在參考圖8，流程圖800表示在發送方節點處的示例性操作以管理來自所述發送方節點的傳輸。通常所述操作在一個或多個計算設備上執行。操作可包括分配時間窗和為接收方節點的子集分配在所述時間窗內的間隙以發送他們的確認(步驟810)。操作可還包括向一個或多個接收方節點發送新的數據幀和關于確認的指令(步驟820)。例如，所述關于確認的指令可包括用于對特定接收方或接收方組發送確認的指令。這樣的指令可包括用于對接收方或接收方組不發送確認的指令。在一些實現中，可通過數據幀的有效載荷部分或控制部分(例如頭部320)向所述一個或多個接收方提供這樣的指令。在一些實現中，所述發送方節點維護接收方的列表，其期望響應于數據分組或一組數據分組發送確認。
[0101]操作可包括從一組接收方節點接收肯定或否定確認(步驟830)。在一些實現中，所述發送方節點通過驗證所述確認在哪個時隙被接收到來檢查所述確認的有效性。操作還可包括跟蹤是否所有期望的確認已經被接收(步驟840)。當所有期望的確認被接收時，所述發送方可向所述一組接收方發送一個或多個新的幀(步驟820)。在一些實現中，所述發送方進一步檢查接收到的確認中的一些是否是否定確認。當所有期望的確認未被接收或者如果至少一個所接收的確認是否定確認，操作可相應包括重發所述幀(步驟850)。在一些實現中，所述發送方在所述重發之后開始發送新幀。在其他實現中，所述發送方進一步檢查是否所有期望的確認都在發送新幀之前已被接收。
[0102]現在參考圖9，流程圖900表示在接收方節點處用于管理到所述發送方節點的確認的示例性操作。通常所述操作在一個或多個計算設備上執行。操作可包括接收關于何時所述接收方可發送確認的時間窗和所述時間窗內的一個或多個間隙的信息(步驟910)。這樣的信息可被從所述發送方或網絡中的其他任何節點上接收，以控制在所述發送方和接收方之間的傳輸。操作還包括接收數據幀(步驟920)并且解碼所述數據幀。解碼所述幀(步驟930)可包括同步、識別一個或多個有效載荷和控制信息，以及檢查錯誤。
[0103]操作還包括確定是否所述幀已被正確接收(步驟940)。在一些情況中，所述控制信息(例如頭部320的一部分)可被正確接收，但是所述有效載荷可能未被正確接收。在另一些情況中，整個幀可能丟失或損壞。如果確定所述幀未被正確接收，所述接收方可向所述發送方發送否定確認(步驟950)。在一些實現中，所述否定確認在被分配給所述接收方的間隙內被發送出去。可為任意確認分配所分配的間隙，或者在一些實現中，可排它地分配否定確認。所述接收方一旦發送所述否定確認可繼續接收下一個數據幀。
[0104]如果所述幀被確定為已經正確接收，操作還可包括檢查所述發送方是否已經請求確認(步驟960)。在一些實現中，可通過檢查在所述幀的控制或有效載荷部分中的字段來完成。如果未請求確認，則所述接收方可繼續接收下一個數據幀(步驟920)。
[0105]如果已經請求了確認，則操作還包括向發送方發送所述幀已經被接收的確認(步驟970)。在一些實現中，這樣的肯定確認還可包括其它信息(例如所述幀和所述接收方的標識)作為所述確認消息的一部分。所述確認信息可包括前導碼和控制信息。
[0106]不同于以上描述的那些由權利請求書限定的本發明的許多其他的實現也在本發明的范圍內。
【權利要求】
1.一種通信節點，包括: 網絡接口，耦合到共享通信介質，所述網絡接口被配置成通過所述共享通信介質發送和接收數據； 發射機，耦合到所述網絡接口，所述發射機被配置成: 發送數據幀，所述幀包括與接入所述共享通信介質相關聯的控制信息以及數據分組的至少一部分；以及 在所述數據分組之后分配時間窗，其中所述時間窗包括兩個或多個時隙，所述時間窗內的第一時隙從所述數據分組分開幀間間隙時段，并且每個時隙從其它時隙分開所述幀間間隙時段；以及 接收機，耦合到所述網絡接口，所述接收機被配置成接收從耦合到所述共享通信介質的多個通信節點發送的數據。
2.根據權利要求1所述的通信節點，其中所述發射機還被配置成將所述時間窗內的每個時隙分配給耦合到所述共享通信介質的所述多個通信節點中的一個或多個。
3.根據權利要求2所述的通信節點，其中所述接收機還被配置成從耦合到所述共享通信介質的所述多個通信節點接收兩個或多個確認信號，其中所述兩個或多個確認信號是響應所發送的幀的。
4.根據權利要求3所述的通信節點，其中所述第一時隙中的第一確認信號對應于第一通信節點，第二時隙中的第二確認信號對應于第二通信節點。
5.根據權利要求3所述的通信節點，其中所述確認信號中的至少一個包括響應于沒有成功地收到所發送幀的至少一部分的否定確認。
6.根據權利要求5所述的通信節點，其中所述否定確認包括沒有收到肯定確認。
7.根據權利要求3所述的通信節點，其中所述確認信號中的至少一個包括前導，用于檢測通過所述共享通信介質發送的幀的開頭。
8.根據權利要求7所述的通信節點，其中所述控制信息表明所述確認信號中的至少一個是對應于肯定確認還是否定確認。
9.根據權利要求1所述的通信節點，其中所述控制信息包括表明所述多個通信節點中的至少一個不響應所發送的幀發送確認信號給所述通信節點的信息。
10.根據權利要求9所述的通信節點，其中所述控制信息包括將所述時隙從與所述多個通信節點的所述至少一個相關聯的時間窗去除的信息。
11.根據權利要求9所述的通信節點，其中所述控制信息包括表明在表明的時隙范圍中具有時隙分配的通信節點不發送確認信號的字段。
12.根據權利要求1所述的通信節點，其中在所述幀的發送之前分發與時間窗持續時間有關的?目息。
13.根據權利要求12所述的通信節點，其中與所述時間窗持續時間有關的信息包括所述時間窗中時隙的數目和長度。
14.根據權利要求2所述的通信節點，其中所述分配包括在所述控制信息中發送時隙的分配。
15.根據權利要求2所述的通信節點，其中所述分配是在所述幀的發送之前進行的。
16.根據權利要求1所述的通信節點，其中不為確認信號的發送給所述多個通信節點之一分配時隙。
17.根據權利要求1所述的通信節點，其中所述時間窗的持續時間至少部分地基于所發送的幀的報頭的信息。
【文檔編號】H04L12/18GK104184595SQ201410308974
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2010年4月1日 優先權日:2009年4月1日
【發明者】S·卡塔爾, S·B·小施魯姆, L·W·揚三世, M·克里希納姆 申請人:高通股份有限公司