专利名称：提供IEEE802.11e混合协调器恢复和回退规则的设备和方法
技术领域：
本发明主要涉及用于处理多媒体信号，特别是为一种IEEE802.11e服务质量(QoS)混合协调器提供恢复和回退规则的系统和方法。
高质量多媒体设备，比如置顶盒、高端电视、数字电视、个人电视、存储产品、个人数字助理(PDA)、因特网无线设备等，向多种体系结构以及向沿着这些设备新特征的更开放方向发展。这些新多媒体产品的发展保证公众对多媒体服务要求的持续增长。因此，网络设计者和工程师继续设计能够满足在综合网络中实时和非实时传输多媒体不断增长的需求的系统。
以互联网传输协议(IP)为基础的因特网提供了一种“尽力”的，而不向用户保证各服务级别的数据传输服务。在IP网络上的“尽力”服务允许主机端的复杂性，这样使网络保持简单。因特网的显著增长说明了这种方案发展得很好。
另一方面，在最近几年，IEEE802.11无线局域网(WLAN)作为用于移动/可持设备的(室内)宽带无线接入的普适技术而出现。IEEE802.11可被认为成因具有能支持“尽力”服务特点的一种无线版本的“以太网”。IEEE802.11工作组正在为支持服务质量(QoS)给现有遗留的802.11媒体接入控制(MAC)层制定新的增补。新的802.11eMAC将通过使语音和视频服务应用到无线局域网(WLAN)来扩展802.11应用领域。
IEEE802.11e标准将制定出工业界第一个真正支持QoS的普遍无线标准。IEEE802.11e支持在家庭，企业和公众之间的无缝互操作，并仍然提供满足每一种网络需要的特征。和别的无线创始不同，IEEE802.11e是第一个通过增加QoS特征来覆盖家庭和商业环境，以及对现有IEEE802.11标准提供多媒体支持，同时保持对遗留标准完全向后兼容的无线标准。
QoS对多媒体通信量的支持对无线家庭网络十分重要，在无线家庭网络中，语音、音频和视频在组成复用网络的家庭电子设备和个人电脑中传送。宽带服务提供商将QoS和多媒体家庭网络看作为向住宅用户提供诸如视频点播、音频点播、IP语音和高速因特网接入增值服务的基本组成部分。
为能提供足够的服务，要求对各种网络服务定量和定性的测定。这要求加入一些功能到网络，使网络能够通过对延迟、抖动和丢失的严格时间要求从其它类型通信量中辨别自己的通信量。这就是设计用作QoS预备方案的协议所要达到的。QoS预备方案不增加带宽，但是能有效地管理带宽，以在很大范围内满足应用程序的要求。QoS预备方案的目标是能提供除现有IP的“尽力”服务外的某种级别的预测和控制服务。
当前提出的IEEE802.11e规范为一种服务质量(QoS)无线网络的混合协调器(HC)提供恢复和回退规则。但是，现在提出的规则不一致，因为规则中没有为HC操作中每种可能出现的情况提供适当的响应。
在HC完全控制无线媒质的情况下不需要HC回退。但是，在重叠基本服务集(OBSS)中HC回退是所期望的。但执行HC回退可能导致服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)中的QoS无线工作站和HC之间的冲突。
因此，现有技术有对能为IEEE802.11e服务质量(QoS)混合协调器的媒体接入控制(MAC)层提供更全面和更一致的恢复和回退规则集的设备和方法的需求。
本发明总体包括一种用于为IEEE802.11e服务质量(QoS)无线网络的混合协调器的媒体接入控制(MAC)层提供恢复和回退规则的设备和方法。
公开一种用于为这种混合协调器提供恢复和回退规则的设备及方法。本发明包含一个能在QoS混合协调器的媒体接入控制(MAC)层使用该恢复和回退规则的本地无线局域网。本发明的HC恢复和回退规则，特别是在来自重叠基本服务集的混合协调器出现时，减少了冲突。
本发明的一个目标是为混合协调器的恢复和回退规则提供一种设备和方法，该恢复和回退规则允许在来自重叠基本服务集的混合协调器出现时执行回退。
本发明的另一个目标是为混合协调器的恢复和回退规则提供一种设备和方法，该恢复和回退规则允许混合协调器以一个固定的竞争窗大小执行一个随机回退。
本发明的另一个目标是为混合协调器的恢复和回退规则提供一种设备和方法，该恢复和回退规则允许混合协调器能依赖PHY-RXSTART.指示的发生和PHY-CCA.指示的发生执行一次恢复和回退。
本发明的另一个目标是为混合协调器的恢复和回退规则提供一种设备和方法，该恢复和回退规则允许混合协调器能通过增加无线工作站仲裁帧间间隔(AIFS)值来避免与增强分布式协调功能(EDCF)的冲突。
前述的内容只是概括地而并没有展开对本发明的特征和技术优势，所以熟悉本领域的人更能理解后面对本发明的详细描述。本发明额外的特征和优势在下文中按权利要求的主题描述。熟悉本领域的人应当庆幸他们可能随时可以使用公开的概念和详细明确的实施方案，以作为修改或设计用作开展与本发明相同目标的其它结构的基础。熟悉本领域的人也应当意识到相等的构架并不脱离本发明的广义形式。
在开始本发明的详细描述前，最好能阐明整个文献中用到的几个特定词语和短语的定义术语“包括”和“包含”及其派生词，代表无限制包含；术语“或”是包括在内，意思是和/或；术语“和……关联”和“与其相关”及其派生词可表示包含，被包含其中，和……关联，容纳，与/和谁结合，可通信，互操作，交错，并列，大概，在/达到范围，具有，具有某种性质等等；术语“控制器”，“处理器”或“设备”表示各种设备，系统及其控制至少一项操作的部分，该设备可能在硬件、韧件或软件，或三者中其中至少任何两种中实现。需要注意特殊控制器的相关功能是集中式的或是分布式的，本地的或是远程的。所提供的对特定词语和短语的定义贯串这篇专利文档，本领域一般技术即使不是在大多数情况下，也在很多情况被理解为所定义的词语和短语，该定义可用于以前和将来的应用。
为了更加全面的了解本发明及其优势，根据绘图结合其相应的描述指定出索引，就如用数字指明对象一样，其中
图1显示了现有技术典型的无线局域网(WLAN)的扩展服务集，包括一台主机，一个分布式系统，第一服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)和第二服务质量(QoS)基本服务集；图2显示了现有技术开放系统互联(OSI)网络的七层；图3显示了现有技术典型的拥有混合协调能力的服务质量(QoS)工作站的体系结构；图4显示了典型的时间图，其显示了基本的现有技术IEEE802.11媒体接入控制的访问方法和短帧间距(SIFS)、点协调功能帧间距(PISF)以及分布式协调功能帧间距(DIFS)；图5是一个流程图，显示了提供混合协调器回退和恢复的本发明方法的优势实施方案的第一部分；图6是一个流程图，显示了提供混合协调器回退和恢复的本发明方法的优势实施方案的第二部分；图7是一个流程图，显示了提供混合协调器回退和恢复的本发明方法的优势实施方案的第三部分；图8是一个流程图，显示了提供混合协调器回退和恢复的本发明方法的优势实施方案的第四部分；图1到图8在下面讨论，并在这篇发明文档中阐述各种实施方案，虽然只通过图解来描述本发明改进的系统和方法的原理，但不能因任何方式的理解而限制了发明的范围。熟悉本领域的人很容易理解本发明的原理也可很成功地在无线网络系统的各种混合协调器中应用。
图1显示了现有技术典型的无线局域网(WLAN)的扩展服务集100。扩展服务集100包括包括一台主机110，一个分布式系统115，第一服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)120和第二服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)140。一个QoS基本服务集(QBSS)包括多个无线QoS工作站(QSTA)，其用来执行相同的媒体接入控制(MAC)协议和竞争访问相同共享媒质。QBSS或者是单独的，或者和分布式系统相连。典型地，分布式系统是一个有线主干局域网(LAN)。
服务质量(QoS)接入点(QAP)是一个和分布式系统相连的QoS工作站。QAP作为一个QBSS和分布式系统之间的网桥。QBSS的MAC协议可完全由一个QBSS的QAP的中心协调函数分布或集中。如图1所示，QBSS 120是通过QAP 125与分布式系统115相连的，而QBSS 140是通过QAP 145与分布式系统115相连的。QBSS 120又包括QSTA 130和QSTA 135。QBSS 140又包括QSTA 150和QSTA 155。
图2显示了现有技术开放系统互联(OSI)网络的七层。这些层为业界所熟知，并作为参考包括到这里。第一层是物理层210，第二层是数据链路层220，第三层是网络层230，第四层是传输层240，第五层是会话层250，第六层是表示层260，以及第七层是应用层270。
图3显示了现有技术典型的拥有混合协调能力的服务质量(QoS)工作站的体系结构300。该典型体系结构为业界所熟知，并作为参考包括到这里。工作站管理实体(SME)310从应用层延伸到物理层。物理层在图3中被表示为物理层会聚协议(PLCP)375和物理层管理实体(PLME)380。MAC层335位于物理层会聚协议(PLCP)375之上。MAC层管理实体(MLME)340位于物理层管理实体(PLME)380之上。
本地链路控制层(LLC层)325位于MAC层335之上。LLC层325包括分级实体(CE)330。中间层320位于LLC层325之上。应用层315位于中间层320之上。
MAC层335可包括混合协调器355。混合协调器355包括混合协调器功能(HCF)360，点协调功能(PCF)365和分布式协调功能(DCF)370。MAC层管理实体(MLME)340包括带宽管理器(BM)345和调度实体(SE)350。
图4显示了典型的时间图400，其显示了在一个服务质量(QoS)工作站(QSTA)中IEEE802.11媒体接入控制的基本的现有技术访问方法。该典型的时间图为业界所熟知，并作为参考包括到这里。时间图400显示了分布协调函数(DCF)的载波侦听多址接入(CSMA)算法操作。时间图400还显示了在CSMA算法中使用的三种帧间距。帧间距包括了短帧间距(SIFS)、中等长度的点协调功能帧间距(PISF)和长的分布式协调功能帧间距(DIFS)。在IEEE802.11e中定义的另一种帧间距是仲裁帧间距(AIFS)。图4中没有显示AIFS。
当前提出的IEEE802.11e规范提供了用于混合协调器(HC)的恢复和回退规则。但是，现在提出的规则不一致，因为规则中没有为HC操作中每种可能出现的情况提供适当的响应。
在HC完全控制无线媒质的情况下不需要HC回退。但是，在重叠基本服务集(OBSS)中HC回退是所期望的。但执行HC回退可能导致服务质量(QoS)基本服务集(QBSS)中的QoS无线工作站和HC之间的冲突。
考虑以下提出的IEEE802.11e草案2.0。段落9.10一部分声明“在因为缺乏一个(Q)STA预期响应或因为检测到CCA在CFP或CFB中繁忙而出现的帧交换序列中断后，一个HC可能执行回退。该回退需要向dot11Cwmin[7]和dot11AIFS[7]提出请求，按EDCF的规则发生。”其次，考虑以下提出的IEEE802.11e草案2.0。段落9.10.1.2一部分声明“包括HC的QSTA要求在一个SIFS期间后的任何帧交换序列内响应。如果在正在期望响应的QSTA上因为PHY-CCA.指示(繁忙)的发生而被检测到的一个期望响应接收的开始，在SIFS后的第一个时隙内并不发生，该QSTA通过从传输结束开始的PIFS之后进行传输来初始化恢复。该PIFS后的恢复只能被期望响应的QSTA准许。该QSTA在对于QoS(+)CF-Poll的情况下是HC，在CFB中传输的QoS数据型帧情况下是TXOP持有者。
提出的IEEE802.11e规范的问题在于当前HC没有办法去确定(1)QoS(+)CF-Poll帧是否被正确接收，或(2)HC所接收的帧是否来自所轮询的QSTA。如果QoS(+)CF-Poll帧没有被正确接收，或者如果HC所接收的帧来自没有被轮询的QSTA，导致遗失一个传输机会(TXOP)。但是，现在HC没有办法去发现这些信息。
在HC发送了QoS(+)CF-Poll帧之后，HC侦听无线媒质。如果一个PHY-CCA.指示(繁忙)没有被检测到，那么HC要么能(1)(如段落9.10.1.2中描述的)通过发送第二个帧来恢复传输，要么能(2)(如段落9.10中描述的)执行回退。如果没有检测到PHY-CCA.指示(繁忙)，那么HC要么能(1)(如段落9.10.1.2中描述的)在CFB剩余内保持安静，要么能(2)(如段落9.10中描述的)执行回退。但是，HC不会根据段落9.10.1.2的规则执行回退。
本发明通过提供一套不同的HC恢复和回退规则集来解决这个问题。本发明的HC恢复和回退规则如下(1)如果一个PHY-CCA.指示(繁忙)没有在HC已经发送了要求响应的帧(例如QoS(+)CF-Poll帧)后的等PIFS期间被检测到，HC要么恢复传输要么执行回退。这由一个不在IEEE802.11e规范内的HC算法决定。在本发明中的一个优势实施方案中，如果HC得知一个重叠基本服务集(OBSS)的存在，那么HC在一个已发送帧结束后的等PIFS期间之后执行一个回退。该HC算法可能通过在一个已发送帧结束之后的等PIFS期间后第一个时隙内传输来执行一个恢复。
上述HC的恢复和回退规则操作在图5中总结。图5是一个流程图，显示了用于为混合协调器提供恢复和回退的本发明方法的优势实施规则的第一部分。图5所示的步骤总地由标号500引用。
首先，HC发送一个要求响应的帧(例如QoS(+)CF-Poll帧)(步骤510)。接着HC确定在一个帧发送结束之后的等PIFS期间内是否检测到PHY-CCA.指示(繁忙)(判断步骤520)。如果检测到PHY-CCA.指示(繁忙)，控制传递到图6中的步骤610，执行后面将要描述的步骤。
如果没有检测到PHY-CCA.指示(繁忙)，那么运行HC算法以确定是否执行恢复或回退(判断步骤530)。如果HC得知OBSS的存在，HC可能在一个帧结束之后的等PIFS期间后执行一个回退。
如果HC选择一个回退，那么控制传递到步骤540，并且HC在一个帧结束之后的等PIFS期间后执行一个回退(步骤540)。
如果HC未选择一个回退，那么控制传递到步骤550，并且HC算法通过在一个帧结束之后的等PIFS期间后第一个时隙内传输来执行一个恢复。HC接着继续运行。
(2)如果一个PHY-CCA.指示(繁忙)在HC已经发送了要求响应的帧(例如QoS(+)CF-Poll帧)后的等PIFS期间内被检测到，HC假设传输机会(TXOP)被成功准许。接着HC在一个PHY-CCA.指示(空闲)发生之前检查它是否接收了一个PHY-RXSTART.指示。如果在一个PHY-CCA.指示(空闲)发生之前没有接收到一个PHY-RXSTART.指示，并且在准许TXOP期间HC没有从TXOP持有者接收任何帧，那么一个帧(例如QoS(+)CF-Poll帧)与另一个帧(例如来自相邻HC)会有冲突。因此，HC在准许TXOP结束之后执行回退。
上述HC的恢复和回退规则操作在图6中总结。图6是一个流程图，显示了用于为混合协调器提供恢复和回退的本发明方法的优势实施规则的第二部分。图6所示的步骤总地由标号600引用。
首先，控制从图5中的判断步骤520传递到步骤610。这表明HC已经确定在一个已发送帧结束之后的等PIFS期间内检测到PHY-CCA.指示(繁忙)(判断步骤520)。接着HC假设传输机会(TXOP)被成功准许(步骤610)。接着HC在一个PHY-CCA.指示(空闲)发生之前确定它是否接收了一个PHY-RXSTART.指示(步骤620)。如果在一个PHY-CCA.指示(空闲)发生之前的确接收到一个PHY-RXSTART.指示，那么HC继续运行并且假设传输机会(TXOP)被成功准许。如果在一个PHY-CCA.指示(空闲)发生之前没有接收到一个PHY-RXSTART.指示，那么HC在准许TXOP期间确定它是否从TXOP持有者接收到帧(判断步骤630)。
如果HC确定它在准许TXOP期间从TXOP持有者接收到帧，那么HC继续运行。如果HC确定它在准许TXOP期间没有从TXOP持有者接收到帧，那么HC在准许TXOP结束后的等PIFS期间之后执行回退(步骤640)。HC接着继续执行。
(3)如果一个PHY-CCA.指示(繁忙)在HC已经发送了一个请求发送(RTS)帧或一个non-CF-Poll QoS Data(+)帧后等PIPS期间内被检测到，以及如果(a)由PHY-RXSTART.指示和PHY-RXEND指示在HC检测到响应帧，(b)响应帧出错，那么在已接收帧结束之后的等PIPS期间内重传该帧(或传送另一个帧)。如果在接收一个PHY-CCA.指示(空闲)之前没有检测到PHY-RXSTART.指示，那么HC可执行一个回退。
上述HC的恢复和回退规则操作在图7和图8中总结。图7是一个流程图，显示了用于为混合协调器提供恢复和回退的本发明方法的优势实施规则的第三部分。图7所示的步骤总地由标号700引用。图8是一个流程图，显示了用于为混合协调器提供恢复和回退的本发明方法的优势实施规则的第四部分。图8所示的步骤总地由标号800引用。
首先HC发送一个请求发送(RTS)帧或一个non-CF-Poll QoS Data(+)帧(步骤710)。接着HC确定在一个已发送帧结束之后的等PIFS期间内是否检测到PHY-CCA.指示(繁忙)(判断步骤720)。如果没有检测到PHY-CCA.指示(繁忙)，控制传递到图5中的步骤530并且HC从步骤530开始继续运行。如果检测到PHY-CCA.指示(繁忙)，HC确定是否通过PHY-RXSTART.指示和PHY-RXEND指示检测的响应帧被HC接收(步骤730)。如果没有检测到响应帧，控制传递到图8中的步骤810，以执行下面所要描述的操作。
如果检测到响应帧，HC确定接收响应帧是否错误(步骤740)。如果接收响应帧没有错误，HC继续它的操作。如果接收响应帧出错，HC可能在接收响应帧结束之后的等PIFS期间内重传该帧(或传送另一个帧)(步骤750)。接着HC继续它的操作。
在图8中，控制从图7中的判断步骤730传递到步骤810。这表明HC确定没有检测到响应帧(步骤730)。在本发明的一个优势实施方案中，HC能够确定重叠基本服务集(OBSS)的存在。
HC算法操作用来确定是否执行恢复和回退(判断步骤810)。如果HC得知OBSS的存在，那么HC在PHY-CCA.指示(空闲)后的等PIFS期间之后执行恢复和回退。如果HC算法选择回退，那么控制传递到步骤820，并且HC在PHY-CCA.指示(空闲)后的等PIFS期间之后执行回退(步骤820)。
如果HC算法没有选择回退，那么控制传递到步骤830，并且如果媒质仍然空闲，HC可能通过在PHY-CCA.指示(空闲)后的等PIFS期间后第一个时隙内传输来执行一个恢复(步骤830)。HC接着继续操作。
本发明的恢复和回退规则为HC应用在执行随机回退过程而分配了以下的值。随机回退过程减少了与其它HC的冲突。
(1)dot11AIFSHC的值设为值壹(1)。特别的，AIFSHC等于PIFS(固定的MIB值)。
(2)dot11CWmin的值和dot11CWmax的值设为与dot11AIFSHC相等的值(固定的MIB值)。
(3)在本发明的一个优势实施方案中，dot11CWHC的值设为值叁(3)。
在本发明的另一个优势实施方案中，HC可能将AIFS[i]中每个“i”代表的值设为等于PIFS值和dot11CWmax的值之和的值。
本发明的恢复和回退规则提供的一个优点是，HC可执行恢复或者回退是依赖于PHY-RXSTART.指示的发生或PHY-CCA.指示的发生。再一个优点是固定竞争窗大小的随机回退使HC避免与其它HC的冲突。另一个优点是通过增加AIFS[i]的值来避免与EDCF的冲突。另一个优点是HC在重叠基本服务集(OBSS)中能避免与其它HC的冲突。
本发明的恢复和回退规则可由修正的已提出的IEEE802.11e规范实现，该规范将在下面读出9.10 HCF
混合协调功能(HCF)为给WSTA分配传输机会(TXOP)，利用比WSTA有更高媒体访问优先权的混合协调器(HC)来管理WM数据传输带宽的分配。该HC是一种点协调器，但不同于应用在几种重要方法中的PCF点协调器。最重要的是，HCF帧交换序列在CP和CFP期间可被用在和QBSS关联的QSTA。另一个重大的不同是，QoS CF-Polls准许由QoS(+)CF-Polls帧指定的TXOP持续时间QSTA在TXOP持续时间的限制下，可在给定的TXOP内传输多个帧交换序列。这样，所有的STA和QSTA服从HCF的媒体接入规则，因为这些规则是基于DCF，并且因为每一个QoS(+)CF-Poll以及每个在TXOP期间传输的帧包括一个为保护该TXOP而对BSA中的STA和QSTA设置它们NAV的持续时间值。所有QSTA能够响应从HC接收的QoS(+)CF-Poll。HC应当按照CFP中的DTIM标志执行排队的广播和组播帧的传送。HC通过在不超过dot11CFP最大持续时间的广播/组播传送持续时间后继续HCP帧交换序列，可为QoS的传输和/或QoS的轮询使用一个较长的CFP。HC还可以作为一个PC运行，利用帧格式、帧交换序列和其它9.3中说明的可应用规则为相关的CF-Pollable STA提供(non-QoS)CF-Polls。实现者应当注意在单个CFP中交替HCP帧交换序列和PCF帧交换序列是及其复杂的，并且达到的服务质量对企图为CP-Pollable(non-QoS)STA提供无竞争支持的QBSS有负面影响(进一步的讨论，参看7.3.1.4中的资料注释)。
9.10.1 HCF的访问过程HCF的传输协议是基于在QBSS的QAP上运行的由HC控制的轮询方案。HC按需要获取WM的控制来向QSTA发送QoS通信量，以及利用等待传输的时间和工作站用EDCF或DCF访问过程时间中的较短时间向QSTA发出QoS(+)CF-Polls。用QoS帧交换序列中的持续时间值来保留比比序列末还长的DIFS时间长度的媒质，用来由多个CFB级联允许被NAV保护的CF传递的连续性。这个额外的WM保留值使HC初始化后续TXOP的同时降低了冲突的危险，因为STA和除TXOP持有者外所有QSTA及其HC将直到TXOP内最后的传输结束后的DIFS间隔才能开始竞争。
因所述HP是一种点协调器，该HC应当在它所生成的标志帧中包含一个CF变量集单元。这使得QBSS对STA表现得为一个点协调BSS。这使得(除HC外)所有STA以及所有QSTA按9.3.3.2的说明将在TBTT上的dot11CFP最大持续时间值设为它们的NAV。这通过无论是否为CF-Pollabe的STA和QSTA来防止非轮询传输从而防止与CFP的大多数竞争。
9.10.1.1基本访问当HC为了传输一个MPDU或MMPDU或为了开始一个CFB或CFP而需要访问WM时，该HC应当探测WM。当该WM被确定将空闲一个PIFS或更长时间时，HC传输任何被允许的帧交换序列的第一个帧，将持续时间设置为9.10.2.1中提供的值。
在每个数据、QoS数据或管理类型帧以及在Address1字段中的一组地址后的一个CFP和CBP期间内，该HC应当等待一个PIFS期间，并只有当CCA空闲时才继续传输。在TXOP期间内所有其它帧交换序列(例如，传输单播QoS数据或管理类型帧的序列)的最后一个帧之后，该HC或当前TXOP持有者应当等待一个SIFS期间并且接着开始传输下一个帧交换序列的第一个帧。
一个HC可以根据9.10.1.2中的规则在一个帧交换序列中断后执行一个回退。该回退按照EDCF信道访问规则发生，使用dot11CwminHC＝dot11CwmaxHC＝CWHC以及dot11AIFSHC＝PIFS。
9.10.1.2没有期望接收时的恢复和回退包括HC的QSTA，要求能在一个SIFS期间后任何帧交换序列内响应。如果因为在SIFS期间后没有响应而在帧交换序列中发生中断，或者一个错误响应接收，帧交换序列的初始化者可利用本小节的规则从该中断中恢复。
接收QoS(+)CF-Poll的QSTA要求在SIFS期间内响应。如果被轮询QSTA没有要发送的排队通信量，或可发送的MPDU太长而不能够在规定的TXOP限制内传送，QSTA应当发送一个QoS空帧。在没有排队的通信量情况下，QoS空帧有一个为任何TID报告一个0大小队列的QoS控制字段。在TXOP没有足够大小的情况下，该QoS空帧有一个QoS控制字段，该字段报告发送所选MPDU需要的所需TXOP持续时间和准备传送的拥有最高优先权MPDU的TID。
在HC发送了一个包含QoS(+)CF-Poll的帧之后，如果PHY-CCA.指示(繁忙)在已传输帧结束开始的SIFS后的第一个时隙期间没有出现在HC上，该HC可利用在帧传输结束开始的SIFS后的第一个时隙期间内初始化恢复，或在帧结束后开始的PIFS之后执行一个回退。恢复还是回退由HC决定。
在HC发送了一个QoS(+)CF-Poll帧后，如果PHY-CCA.指示(繁忙)的确在QoS(+)CF-Poll帧传输结束开始的SIFS后的第一个时隙期间内在HC上发生，该HC检查在PHY-CCA.指示(空闲)之前是否有一个单独的PHY-RXSTART.指示实例。如果单独PHY-RXSTART.指示没有发生，该HC可利用在PHY-CCA.指示(空闲)时间开始的PIFS后传输来初始化恢复，或可在PHY-CCA.指示(空闲)时间开始的PIFS后执行一个回退。恢复还是回退由HC决定。
在HC发送RTS帧或指示QoS(+)Data帧后，将除了CF-Poll子类型外没有动作的比特位设为0，如果PHY-CCA.指示(繁忙)的确在发送该帧后的PIFS内出现在HC上，该HC检查它是否接收到由PHY-RXSTART.指示和PHY-RXEND指示(没有错误)检测到的一个响应帧。如果被接收的响应帧被FSC错误检查检测出错误，该HC可在从接收帧结束的SIFS后重传该帧或传输另一个帧。如果它没有接收到没有由PHY-RXSTART.指示的PHY-CCA.指示(空闲)检测到的帧，表明该HC可利用在PHY-CCA.指示(空闲)时间开始的PIFS后传输来初始化恢复或可在PHY-CCA.指示(空闲)时间开始的PIFS后执行一个回退。恢复还是回退由HC决定。
注意如果该HC得知在同一信道中存在相邻BSS，该HC可回退。可选择地，该HC将每一个i对应的AIFS[i]设置得比(PIFS+CWHC)长，用以在执行回退后避免与EDCF信道访问冲突。
在被轮询的TXOP期间，如果由发生在TXOP持有者上的PHY-CCA.指示(繁忙)检测到的期望响应接收的开始没有在要求立刻响应的直接帧传输结束时的SIFS后的第一个时隙期间内发生，该TXOP持有者可利用在最后传输结束开始的PIFS之后传输来初始化恢复。该PIFS之后的恢复只能由该TXOP持有者允许。
注意该限制是为了避免由不同QSTA中的不一致CCA报告引起的冲突，而不是为了优化带宽的使用效率。
如果在一个期望从它的传输得到响应的QSTA上接收到一个在跟有PHY-RXEND指示(没有错误)的PHY-RXSTART.指示发生之后由FCS错误检测到的错误帧，该QSTA可利用在最后接收结束开始的SIFS之后传输一个帧来初始化恢复。
这里总结了已提出的修正的IEEE802.11e规范。
本发明提供的恢复和回退方法的步骤能根据存贮在计算机可读存储媒质比如DVD或CD-ROM中的计算机可执行指令执行。该计算机可读存储媒质在图1中示意地被表示为CD-ROM磁盘180。
虽然本发明已经被详细地描述，但是熟悉业界的人们应当能知道不用脱离本发明广义形式的要旨和范围，他们就能在此做不同的改变、代替和替换。
权利要求
1.为服务质量(QoS)无线局域网(100)中的服务质量(QoS)混合协调器(355)的IEEE802.11e媒体接入控制(MAC)层(335)提供恢复和回退规则的方法，包括步骤；从混合协调器(355)传送第一个帧，要求该第一个帧的接受者响应；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到一个PHY-CCA.指示(繁忙)；响应确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)没有在所述第一个帧传输结束开始的所述点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一。
2.权利要求1中的方法，还包括步骤利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输第二个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复。
3.如权利要求2的方法中所述第二个帧包括的数据和所述第一个帧中的数据相同。
4.权利要求1中的方法，还包括步骤在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
5.权利要求1中的方法，还包括步骤确定所述混合协调器(355)是否检测到一个重叠基本服务集(140)的存在；并且响应检测到重叠基本服务集(140)的存在，利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后来在所述混合协调器(355)中执行回退。
6.权利要求1中的方法，还包括步骤响应响应当所述第一个被传送帧是一个准许接收工作站一个传输机会的轮询帧时，确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间内，假设在所述混合协调器(355)中一个传输机会被成功准许；确定所述混合协调器(355)在PHY-CCA.指示(空闲)发生之前是否接收到一个PHY-RXSTART.指示；确定所述混合协调器(355)是否在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧；并且响应响应确定所述混合协调器(355)没有在PHY-CCA.指示(空闲)之前接收到一个PHY-RXSTART.指示，并且所述混合协调器(355)没有在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧，在所述假设已被准许的传输机会结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
7.为服务质量(QoS)无线局域网(100)中的服务质量(QoS)混合协调器(355)的IEEE802.1le媒体接入控制(MAC)层(335)提供恢复和回退规则的方法，包括的步骤有从混合协调器(355)传送第一个帧，该帧包括请求发送帧(RTS)和non-CF-Poll QoS Data(+)帧之一；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到一个PHY-CCA.指示(繁忙)；并且响应响应检测重叠基本服务集(140)的存在，在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
8.权利要求7中的方法，还包括步骤响应响应确定所述混合协调器(355)接收到所述响应帧，确定该响应帧是否出错；并且响应确定所述响应帧接收出错，在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)重传所述第一个帧。
9.权利要求8中的方法，还包括步骤响应确定所述响应帧是否接收出错，进行其中之一在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)传送第二个帧；并且在接收出错的响应帧结束后一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
10.权利要求7中的方法，还包括步骤响应确定所述混合协调器(355)没有接收到所述响应帧，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一。
11.权利要求10中的方法，还包括步骤利用在所述PHY-CCA.指示(空闲)后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输一个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复。
12.权利要求10中的方法，还包括步骤在所述PHY-CCA.指示(空闲)结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
13.权利要求12中的方法，还包括步骤将无线工作站的仲裁帧间间隔(AIFS)值设为等于点协调功能帧间距(PIFS)的值和混合协调器(355)竞争窗(CWmax)最大值之和的值。
14.无线局域网(100)包括多个服务质量(QoS)无线工作站(125，130，135)，其中至少多个服务质量(QoS)无线工作站(125，130，135)的其中之一包括在IEEE802.11e媒体接入控制(MAC)层(335)中的混合协调器(355)，其中所述混合协调器(355)能够从混合协调器(355)传送第一个帧，要求该第一个帧的接受者响应；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到一个PHY-CCA.指示(繁忙)；响应确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)没有在所述第一个帧传输结束开始的所述点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一。
15.如权利要求14的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输第二个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复。
16.如权利要求15的无线局域网(100)，其中所述第二个帧包含与已传送第一个帧相同的数据。
17.如权利要求14的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
18.如权利要求14的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够确定所述混合协调器(355)是否检测到一个重叠基本服务集(140)的存在；并且响应检测到重叠基本服务集(140)的存在，利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后来在所述混合协调器(355)中执行回退。
19.如权利要求14的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够为响应当所述第一个被传送帧是一个准许接收工作站一个传输机会的轮询帧时，确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间内，假设在所述混合协调器(355)中一个传输机会被成功准许；确定所述混合协调器(355)在PHY-CCA.指示(空闲)发生之前是否接收到一个PHY-RXSTART.指示；确定所述混合协调器(355)是否在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧；并且响应确定所述混合协调器(355)没有在PHY-CCA.指示(空闲)之前接收到一个PHY-RXSTART.指示，并且所述混合协调器(355)没有在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧，在所述假设已被准许的传输机会结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
20.如权利要求14的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够从混合协调器(355)传送第一个帧，该帧包括请求发送帧(RTS)和non-CF-Poll QoS Data(+)帧之一；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到一个PHY-CCA.指示(繁忙)；响应检测重叠基本服务集(140)的存在，在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退；响应确定所述混合协调器(355)接收到所述响应帧，确定该响应帧是否出错；并且响应确定所述响应帧接收出错，在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)重传所述第一个帧；为响应确定所述响应帧接收出错，在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)传送第二个帧；并且为响应确定所述响应帧接收出错，在接收出错的响应帧结束后一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
21.如权利要求20的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够响应确定所述混合协调器(355)没有接收到所述响应帧，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一；利用在所述PHY-CCA.指示(空闲)后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输一个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复；并且在所述PHY-CCA.指示(空闲)结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
22.如权利要求21的无线局域网(100)，其中所述混合协调器(355)还能够将无线工作站的仲裁帧间间隔(AIFS)值设为等于点协调功能帧间距(PIFS)的值和混合协调器(355)竞争窗(CWmax)最大值之和的值。
23.为服务质量(QoS)无线局域网(100)中的服务质量(QoS)混合协调器(355)的IEEE802.11e媒体接入控制(MAC)层(335)提供恢复和回退，计算机可执行指令存储在计算机可读存储媒介(180)中，该计算机可执行指令包括步骤从混合协调器(355)传送第一个帧，要求该第一个帧的接受者响应；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到一个PHY-CCA.指示(繁忙)；响应确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)没有在所述第一个帧传输结束开始的所述点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一。
24.如权利要求23的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输第二个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复。
25.如权利要求24的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述第二个帧包含与已传送第一个帧相同的数据。
26.如权利要求23的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
27.如权利要求23的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤确定所述混合协调器(355)是否检测到一个重叠基本服务集(140)的存在；并且响应检测到重叠基本服务集(140)的存在，利用在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后来在所述混合协调器(355)中执行回退。
28.如权利要求23的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤为响应当所述第一个被传送帧是一个准许接收工作站一个传输机会的轮询帧时，确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)在第一个被传送帧结束后开始的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间内，假设在所述混合协调器(355)中一个传输机会被成功准许；确定所述混合协调器(355)在PHY-CCA.指示(空闲)发生之前是否接收到一个PHY-RXSTART.指示；确定所述混合协调器(355)是否在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧；并且响应确定所述混合协调器(355)没有在PHY-CCA.指示(空闲)之前接收到一个PHY-RXSTART.指示，并且所述混合协调器(355)没有在所述假设已被准许的传输机会期间从一个传输机会持有者那里接收到帧，在所述假设已被准许的传输机会结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
29.为服务质量(QoS)无线局域网(100)中的服务质量(QoS)混合协调器(355)的IEEE802.11e媒体接入控制(MAC)层(335)提供恢复和回退，计算机可执行指令存储在计算机可读存储媒介(180)中，该计算机可执行指令包括步骤从混合协调器(355)传送第一个帧，该帧包括请求发送帧(RTS)和non-CF-Poll QoS Data(+)帧其中之一；确定所述混合协调器(355)是否在所述第一个帧传输结束开始的一个点协调功能帧间距(PIFS)期间接收一个PHY-CCA.指示(繁忙)；并且响应确定所述PHY-CCA.指示(繁忙)没有在所述第一个帧传输结束开始的所述点协调功能帧间距(PIFS)期间接收到，确定所述混合协调器(355)是否接收一个响应帧。
30.如权利要求29的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤为响应确定所述混合协调器(355)接收到所述响应帧，确定该响应帧是否出错；并且响应确定所述响应帧接收出错，在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)重传所述第一个帧。
31.如权利要求30的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤为响应确定所述响应帧是否接收出错，进行其中之一在接收出错响应帧结束后的一个短帧间距(SIFS)之后从所述混合协调器(355)传送第二个帧；并且在接收出错的响应帧结束后一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间之后，在所述混合协调器(355)中执行回退。
32.如权利要求29的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤响应确定所述混合协调器(355)没有接收到所述响应帧，在所述混合协调器(355)中执行恢复和回退其中之一；利用在所述PHY-CCA.指示(空闲)后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后的第一个时隙内传输一个帧来在所述混合协调器(355)中执行所述恢复；在所述PHY-CCA.指示(空闲)结束后的一个等点协调功能帧间距(PIFS)期间后，在所述混合协调器(355)中执行所述回退。
33.如权利要求32的存储在计算机可读存储媒介(180)中的计算机可执行指令，其中所述计算机可执行指令还包括步骤将无线工作站的仲裁帧间间隔(AIFS)值设为等于点协调功能帧间距(PIFS)的值和混合协调器(355)竞争窗(CWmax)最大值之和的值。
全文摘要
本发明公开一种设备及方法，用于为一种IEEE802.11e服务质量(QoS)无线工作站的混合协调器提供恢复和回退规则。本发明包含一个能在QoS混合协调器的媒体接入控制(MAC)层使用该恢复和回退规则的本地无线局域网。本发明的HC恢复和回退规则，特别是在来自重叠基本服务集的混合协调器出现时，减少了冲突。
文档编号H04L12/28GK1628436SQ02822386
公开日2005年6月15日 申请日期2002年11月12日 优先权日2001年11月13日
发明者崔圣铉, J·德普拉多 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司