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具有優(yōu)先級和無爭用時間間隔的介質訪問控制協(xié)議的制作方法

文檔序號:7947574閱讀:615來源:國知局
專利名稱:具有優(yōu)先級和無爭用時間間隔的介質訪問控制協(xié)議的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及CSMA(載波偵聽多路訪問)網絡中的介質訪問控制(MAC)協(xié)議。背景
數據傳輸系統(tǒng)或網絡使用某種類型的介質訪問控制協(xié)議以控制對物理介質地訪問,比如,交流(AC)電力線或乙太網電纜,如果該介質是共享介質。該共享介質訪問機制可能是輪詢方式、時分多路訪問(TDMA)、令牌傳遞、載波偵聽多路訪問(CSMA)或某種其他共享訪問協(xié)議。輪詢方式利用一個中央分配的主站來周期性地輪詢其他站(從站),賦予那些其他節(jié)點可在此介質中傳輸的明確許可。在TDMA協(xié)議中,網絡主機在每一輪消息前廣播一個幀同步信號以使所有站的時鐘同步,在同步化發(fā)生之后,每個站在唯一分配的時間片中發(fā)送。在令牌傳遞方式中,能否訪問傳輸介質由是否占有一個稱為令牌的特殊數據單元確定,該令牌被從一個站傳到另一站。在CSMA協(xié)議中,所有的發(fā)送在介質中廣播,由站來偵聽介質以確定該介質是否空閑以便傳送。在載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)中,當每個發(fā)送在進行的同時,每個站偵聽介質,并且在發(fā)送結束之后,等待一個指定間隔(或者幀間距離),之后是基于發(fā)送前選擇的時隙號的一個或更多個傳輸(或爭用決定)時隙的附加延遲。
和優(yōu)先化相關的這些協(xié)議中的一個或多個有一些變動,這些變動可能是確保有效的站-站對話或服務質量(QOS)要求所需要的。例如,對于CSMA/MA,第一時隙可能被保留以用于由剛剛接收一條消息的站應答所用,或者,另選地,一個或更多個時隙可能被保留以用于特定優(yōu)先級類的傳輸(或站)。
在某些網絡環(huán)境中,比如電力線網絡環(huán)境中,CSMA協(xié)議的運行可能會受到各個站之間的距離和/或信道條件的負面影響。另外,CSMA協(xié)議的運行可能易受交疊網絡以及隱蔽站(hidden station)(或節(jié)點)引起的干擾(比如沖突),交疊網絡是并不旨在相互通信但是實際上能聽到對方的傳輸。隱蔽站是網絡中的一個站,因為其位置,只能聽到在同一個或相鄰網絡中的各個站之間的一半通信交換。在那種情況和條件下,CSMA方案可能不能有效地運行以維持適當的網絡同步化和有序的介質訪問仲裁。另一個后果是網絡可能無法確保嚴格遵守服務質量(QoS)保證。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個方面,在一個包括多個站的網絡中,一個具有待發(fā)送幀的站的訪問爭用包括在爭用時段檢測爭用控制信息和從爭用控制信息來確定該站是否被允許在爭用時段期間競爭訪問各個站所連接的傳輸介質。
本發(fā)明的實施例可能包括以下一個或多個特征。確定步驟可以包括確定爭用控制信息是否表示無爭用訪問,如果爭用控制信息表示無爭用訪問,確定與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級是否高于與最后發(fā)送的幀相關的信道訪問優(yōu)先級。
訪問爭用還可以進一步包括當爭用控制信息表示無爭用狀態(tài)并且與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級被確定為高于最后發(fā)送的幀的信道訪問優(yōu)先級,或者爭用控制信息不表示無爭用狀態(tài)時,檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級訪問傳輸介質。對于任何這種意圖以較高的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問的站,該站延遲對傳輸介質的爭用訪問。訪問爭用可以進一步包括如果沒檢測到較高信道訪問優(yōu)先級,那么在下一個爭用時段期間爭用訪問該傳輸介質,還可以進一步包括在爭用時段前,用信令向其它站表示以相關信道訪問優(yōu)先級爭用的意圖。爭用還可以進一步包括建立對應于隨機后退時間的延遲時段,監(jiān)視傳輸介質在延遲時段期間的活動。如果在監(jiān)視期間未檢測到活動,幀可被發(fā)送。
檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問傳輸介質的步驟發(fā)生在緊鄰爭用時段之前的優(yōu)先級決定時段中。檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問傳輸介質的步驟可以包括在優(yōu)先級決定時段期間檢測來自至少一個其它站的信令,所檢測的信令表示該至少一個其它站所要發(fā)送的幀的信道訪問優(yōu)先級。
優(yōu)先級決定時段包括n個優(yōu)先級決定時隙,并支持2n個信道訪問優(yōu)先級。n值可以等于二,并且每個信道訪問優(yōu)先級可以由2比特二進制值表示。優(yōu)先級決定時段可以包括兩個優(yōu)先級決定時隙,第一優(yōu)先級決定時隙對應于2比特二進制值的第一比特,第二優(yōu)先級決定時隙對應于2比特二進制值的第二比特,其中在兩個優(yōu)先級決定時隙中對應的一個時隙中的所檢測信令中接收2比特二進制值中的二進制1。
與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級可以在優(yōu)先級決定時隙中以信令表示。優(yōu)先級決定時隙中的信令可以包括在第一優(yōu)先級決定時隙中用信令表示相關信道訪問優(yōu)先級何時需要2比特二進制值中的第一比特是1,和在第一比特是1或者在第一優(yōu)先級接收時隙中沒有檢測到來自任何其它站的信令的情況下,在第二優(yōu)先級決定時隙中用信令表示相關信道訪問優(yōu)先級何時需要2比特二進制值中的第二比特是1。
可以保持一個虛擬載波偵聽定時器,用于計劃(project)優(yōu)先級決定時段何時相對于最后發(fā)送的幀開始。最后發(fā)送的幀可以包括幀控制信息,并且保持一個虛擬載波偵聽定時器可以包括使用幀控制信息來把一個值提供給虛擬載波偵聽定時器??梢允褂靡粋€物理載波偵聽來確定優(yōu)先級決定時段何時相對于最后發(fā)送的幀開始。
傳輸介質可以是電力線。
信令可以包括發(fā)送OFDM碼元,并且其中檢測信令包括檢測所發(fā)送的OFDM碼元,因為與OFDM碼元相關的延遲擴展性能特性,使得OFDM碼元可以由所有站觀察到。
優(yōu)先級決定時段可以跟在傳輸介質非活動時段后。
本發(fā)明的優(yōu)點如下。指示無爭用訪問的爭用控制指示符和多優(yōu)先級方案的組合用來平衡QoS等待時間要求和訪問公平性。另外,因為物理載波偵聽信號可能微弱或不可靠,各個站被提供有第二個“虛擬”載波偵聽定時器機制以使得每個站與基于上一個發(fā)送幀中發(fā)生的幀控制信息保持傳輸介質占用情況的精確設計。另外,與優(yōu)先級相關的二進制格式允許更低優(yōu)先級從更高優(yōu)先級中有效地隔離。多個爭用站的每個優(yōu)先級決定時隙中的比特值信令很適合于OFDM,因為OFDM能象延遲擴展(delay spread)一樣處理這些信號。因此,盡管這些信號并未對準,每個站可以可靠地發(fā)出信號和檢測其他站的信號。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點可以從以下詳細描述及從權利要求中明顯看出。


圖1是耦合到傳輸信道的網絡站網絡的方框圖,網絡中的每個站包括介質訪問控制(MAC)單元和物理層(PHY)設備。
圖2是PHY設備(如圖1所示)的詳細方框圖。
圖3是OFDM幀格式的描述,包括后跟有效負載的開始定界符和結束定界符。
圖4是應答幀的定界符格式的描述。
圖5A是開始定界符(圖3)中的幀控制字段格式的描述。
圖5B是結束定界符(圖3)中的幀控制字段格式的描述。
圖6是應答定界符(圖4)中幀控制字段格式的描述。
圖7是圖3所示的幀的有效負載中的段(segment)控制字段格式的描述。
圖8是圖3所示的幀的有效負載中的幀體格式的描述。
圖9是圖8所示的幀體的MAC管理信息字段格式的描述。
圖10是圖9所示的MAC管理信息字段中MCTRL字段格式的描述。
圖11是圖9所示MAC管理信息字段中MEHDR字段格式的描述。
圖12A是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為信道估計(ChannelEstimation)請求類型。
圖12B是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為信道估計(ChannelEstimation)應答類型。
圖13A是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為連接信息請求(Connection Information Request)類型。
圖13B是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為連接信息應答(Connection Information Response)類型。
圖14是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為設置局部參數(SetLocal Parameters)類型。
圖15是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為替換網橋地址(ReplaceBridge Address)類型。
圖16是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為設置網絡加密密鑰(SetNetwork Encryption Key)類型。
圖17是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為具有應答的多點傳達(Multicast With Response)(MWR)類型。
圖18是MAC管理信息字段中MMENTRY數據項目字段格式的描述,其中MEHDR字段將數據項目類型識別為級連(Concatenate)類型。
圖19A和圖19B是利用優(yōu)先級和基于爭用的訪問(圖19A)以及優(yōu)先級和無爭用訪問(圖19B)的數據幀發(fā)送的描述。
圖19C和圖19D是利用優(yōu)先級和基于爭用的訪問(圖19C)以及優(yōu)先級和無爭用訪問(圖19D)的應答幀發(fā)送的描述。
圖20是基于待發(fā)送幀的到達時間的優(yōu)先級和爭用決定時隙信令的描述。
圖21是MAC單元(圖1所示)的方框圖,MAC單元包括具有發(fā)送(TX)處理器和接收(RX)處理器的狀態(tài)機。
圖22是圖21的TX處理器的方框圖。
圖23是由圖22的TX處理器執(zhí)行的幀發(fā)送過程的流程圖。
圖24是由圖23的幀發(fā)送過程執(zhí)行的應答決定(response resolve)過程的流程圖。
圖25是由圖23的幀發(fā)送過程執(zhí)行的爭用訪問過程的流程圖。
圖26是圖21的RX處理器的方框圖。
圖27是圖26的RX處理器執(zhí)行的幀接收過程的流程圖。
圖28是解釋圖23和圖27中所分別解釋的幀發(fā)送過程和幀接收過程的各個方面的狀態(tài)示意圖。
圖29表示網絡被分成幾個邏輯網,每個邏輯網由唯一加密密鑰定義。
圖30是添加作為邏輯網成員的新站的過程示意圖(用圖29所示的邏輯網之一作為例子)。
圖31是邏輯網成員站(圖29所示的邏輯網之一)的更詳細的描述,其中每個成員站保持該邏輯網的網絡密鑰和選擇對(selectpair)。
圖32是包括通過網橋連接到一個不可靠的站子網的兩個可靠的站子網的擴展網絡,不可靠子網中的每個站和網橋能夠支持一個網橋代理機制。
圖33是圖32配置的擴展網絡的方框圖,該配置使得當可靠子網中的各個站被不可靠子網中的各個站訪問時,每個網橋充當它們所連接的可靠子網中的站的網橋代理。
圖34是網橋代理發(fā)送過程的流程圖。
圖35是網橋代理發(fā)送過程的多點傳送處理部分的流程圖。
圖36是網橋代理接收過程的流程圖。
圖37是一個站網,其中一個站作為主站,其他站作為從站以支持無爭用間隔的會話(session)。
圖38是在無爭用間隔會話期間的時間片示意圖。
圖39A是設置連接(Set Connection)MAC管理數據項目的格式。
圖39B是應用連接(Use Connection)MAC管理數據項目的格式。
圖40是用于具有應答的幀轉送(frame forwarding with response)的轉送幀結構的描述。
圖41是用于無應答的幀轉送(frame forward without response)的轉送幀結構的描述。
圖42是用于涉及不使用結束定界符的幀的幀轉送的另選開始定界符幀控制字段的格式描述。
圖43是使用圖42的開始定界符幀控制字段以用于只在一個幀轉送幀之后的具有應答的幀轉送的轉送幀結構的描述。
圖44是使用圖42的開始定界符幀控制字段以用于在第一幀之后發(fā)生的具有應答的幀轉送和NACK或FAIL的轉送幀結構的描述。
圖45是使用圖42的開始定界符幀控制字段以用于不具有應答的幀轉送的轉送幀結構的描述。
圖46是另選結束定界符幀控制字段格式的描述,該格式中有一個幀長度字段用來指定幀轉送方案中第二幀的長度。詳細說明
參照圖1,網絡10包括耦合到傳輸介質或信道14,例如電力線(PL),的網絡站12a,12b,…12k。在至少兩個網絡站12之間通過傳輸介質14的通信過程中,第一網絡站,例如,12a,充當發(fā)送網絡站(或發(fā)射機),而至少一個第二網絡站,例如,12b,充當接收網絡站(或接收機)。每個網絡站12包括一個邏輯鏈路控制(LLC)單元16,用于連接到數據鏈路用戶,例如主機、電纜調制解調器或其他設備(未顯示)等終端設備。網絡站12進一步包括通過數據接口20連接到LLC單元16的介質訪問控制(MAC)單元18、通過MAC至PHY I/O總線24連接到MAC單元18的物理層(PHY)單元22,和模擬前端(AFE)單元26。AFE單元26通過單獨的AFE輸入線28a和輸出線28b連接到PHY單元22上,并通過AFE至PL接口30連接到傳輸介質14。每個站12代表硬件、軟件或固件的任何組合,這種組合被網絡上的其他站看作一個單一的功能性、可尋址單元。
通常,LLC、MAC和PHY單元符合開放系統(tǒng)互連(OSI)模型。尤其,LLC和MAC單元符合OSI模型的數據鏈路層,而PHY層單元符合OSI模型的物理層。MAC單元18執(zhí)行數據封裝/解封裝,并執(zhí)行用于發(fā)送(TX)和接收(RX)功能的介質訪問管理。優(yōu)選地,MAC單元18使用如IEEE802.11標準所描述的帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問(CSMA/CA)這樣的沖突避免介質訪問控制方案,盡管也可以使用其他合適的沖突避免類型的MAC協(xié)議或其他MAC協(xié)議類型。比如,可以使用時分多路訪問(TDMA)方案。MAC單元18還提供自動重復要求(ARQ)協(xié)議支持。PHY單元22執(zhí)行發(fā)送編碼和接收解碼等功能,在以下有更充分的描述。AFE單元26提供對傳輸介質14的連接。AFE單元26可以以任何方式被實施,因此在此不做進一步討論。
各站之間交換的通信單元是以幀或分組的形式。在這里所用的術語“幀”和“分組“兩者都指PHY層協(xié)議數據單元(PDU)。一個幀可能包括與定界符關聯(lián)的數據(即,有效負載),或定界符本身,下面會討論這些。定界符是前同步碼和幀控制信息的組合。數據和幀控制信息從MAC單元18接收,但是由PHY單元22進行不同地處理,下面將參照圖2描述這一點。幀和定界符結構將參照圖3-圖6更詳細地描述。
參照圖2,PHY單元22為單獨一個站執(zhí)行TX和RX功能。為支持TX功能,PHY單元22包括擾頻器32、數據FEC編碼器34(用于對從MAC單元18接收的數據編碼)、調制器36、用于給幀控制信息編碼的幀控制FEC編碼器38、同步信號生成器40(定義用于自動增益控制和同步化的前同步碼信號)、和IFFT單元42。為簡略,省略了常規(guī)的后-IFFT(post-IFFT)設備。后-IFFT(post-IFFT)設備可能包括例如具有升余弦開窗的循環(huán)前綴塊和峰值限制器以及輸出緩沖。還包括在內的是TX配置單元52。為支持RX功能,PHY單元22包括自動增益控制(AGC)單元54、FFT單元58、信道估計單元60、同步化單元62、幀控制FEC解碼器64、解調器66、數據FEC解碼器68、解擾器70,和RX配置單元72。包含在PHY單元22中由發(fā)送和接收功能共享的功能是MAC接口74、PHY控制器76和信道映射存儲器(channel maps memory)78。信道映射存儲器78包括TX信道映射存儲器78a和RX信道映射存儲器78b。
在數據發(fā)送過程中,數據和控制信息通過PHY至MAC總線24在PHY至MAC接口(MAC接口)74接收。MAC接口為擾頻器32提供數據,擾頻器32確保提供給數據FEC編碼器34的輸入的數據實質是隨機模式。數據FEC編碼器34以前向糾錯碼給擾頻數據模式編碼,之后交織這些編碼數據。任何前向糾錯碼,例如Reed-Solomon,或Reed-Solomon和卷積碼,可被用于此目的。調制器36從幀控制FEC編碼器38讀取FEC編碼數據和FEC編碼控制信息,并根據常規(guī)OFDM調制技術將編碼數據和控制信息以OFDM碼元調制到載波上。那些調制技術可以是相干或差分調制。調制模式或類型可以是具有1/2編碼率的雙進制相移鍵控(“1/2 BPSK”),具有1/2編碼率的正交相移鍵控(“1/2 QPSK”),具有3/4編碼率的QPSK(“3/4 QPSK”),及其他。IFFT單元42接收來自調制器36、幀控制FEC編碼器38和同步化信號生成器40的輸入,并將處理的數據提供給后IFFT功能單元(未顯示),該功能單元在將此數據傳輸到AFE單元26(圖1)之前,進一步處理幀的內容。
TX配置單元52接收來自PHY至MAC I/F74的控制信息。該控制信息包括關于將數據要經過哪個信道從MAC接口74發(fā)送出去的信息。TX配置單元52利用此信息從TX信道映射存儲器78a上選擇合適的信道(或信號音)映射。選擇的信道映射指定一種發(fā)送碼以及將用于數據傳輸的所有載波(或,另選地,每個載波)和載波組的調制類型(包括相關編碼率),并因此指定與數據傳輸相關的OFDM碼元塊大小(固定和可變的)。一個OFDM碼元塊包括多個碼元,可以對應于一幀或一幀的一部分。TX配置單元52從信道映射數據中生成TX配置信息。TX配置信息包括傳輸模式、載波組或每個載波的調制類型(包括相關的FEC編碼率)、碼元數和每個碼元的比特數。TX配置單元52為PHY控制器76提供TX配置信息,PHY控制器76使用此信息來控制數據FEC編碼器34的配置。除了配置控制信號,控制器76還為數據FEC編碼器34、擾頻器32、調制器36、幀控制FEC編碼器38、同步化信號生成器40和IFFT單元42提供其他常規(guī)控制信號。
幀控制FEC編碼器38通過PHY至MAC接口單元74接收來自MAC的將被包括在定界符中的幀控制信息,如定界符類型,例如,開始(幀開始或“SOF”)、結束(幀結束或“EOF”),及其他適合此類型的信息。例如,如果定界符是一個開始定界符,用于傳送傳輸模式和其他信息的信道圖索引(channel map index),及幀中(待發(fā)送的)OFDM碼元數被提供給接收站12b使用。
在數據接收過程中,由傳輸網絡節(jié)點12a通過信道發(fā)送到接收網絡節(jié)點12b的OFDM幀在PHY單元22由AGC單元54從AFE單元26接收。AGC單元54的輸出由FFT單元58處理。FFT單元58的輸出被提供給信道估計單元60、同步化單元62、幀控制FEC解碼器64和解調器66。更具體地,處理的接收數據的相位和振幅值被提供給信道估計單元60,該單元產生可以通過信道被發(fā)送給發(fā)送網絡站12a的新信道圖。該信道圖接著被兩個站用于以后以相同的發(fā)送方向(即,當站12a把分組信息發(fā)送給站12b,站12b接收站12a所發(fā)送的分組信息時)相互通信。RX配置單元72接收來自幀控制FEC解碼器64的信道圖索引和OFDM碼元數,從RX信道圖78b取出幀控制FEC解碼器64提供的由信道圖索引所指定的信道圖,并將RX配置信息(來自信道圖參數)提供給控制器76。RX配置信息被用于配置數據FEC解碼器68,因此其包括塊大小和解碼該幀所需要的其它信息。同步化單元62為控制器76提供幀開始信號。作為對這些輸入的應答,控制器76為數據FEC解碼器和解調器66提供配置和控制信號。例如,它將與接收的數據相關的調制類型傳送給解調器66。
解調器66解調從FFT單元58接收的處理數據中的OFDM碼元,將每個碼元的每個載波中的數據的各個相位角轉換成度量值,這些值被數據FEC解碼器用于解碼目的。數據FEC解碼器68糾正從(發(fā)送節(jié)點的)數據FEC編碼器34傳輸到數據FEC解碼器68過程中所發(fā)生的比特錯,將解碼的數據傳送到解擾器70,解擾器執(zhí)行與擾頻器32執(zhí)行的功能相反的功能。解擾器70的輸出被提供給MAC接口單元74以傳輸到MAC單元18。
幀控制FEC解碼器64接收來自FFT 58的編碼幀控制信息和來自控制器76的控制信號。幀控制FEC解碼器64利用這些輸入來解碼并解調幀定界符中的幀控制信息。幀控制信息一旦被解碼并解調,便被傳送到MAC接口單元74以傳輸到MAC單元18。MAC單元18從信息中確定定界符是否表示幀開始。如果表示幀開始,RX配置單元接收來自MAC單元18的幀控制信息(信道圖索引和長度)來表示需要進一步的解碼,RX配置單元利用幀控制信息以指導控制器配置接收機單元用于進一步解碼。
為簡單清楚起見,PHY單元的發(fā)射機/接收機功能性單元的其他細節(jié)(為本領域的技術人員所熟知而且與本發(fā)明不相關)大部分在此省略。
參照圖3,圖3顯示了發(fā)送網絡站12a通過傳輸介質14所發(fā)送的數據傳輸幀80的格式。數據傳輸幀80包括有效負載82,該有效負載載有從MAC單元18接收的數據。該數據包括首部84、主體86和幀校驗序列(FCS)88。優(yōu)選地,根據同時待審的美國專利申請第09/455,186號由Lawrence W.Yonge III等人發(fā)明的“用信道估計進行前向誤差糾正”、同時待審的美國專利申請第09/455,110號由LawrenceW.Yonge III等人發(fā)明的“增強信道估計”和同時待審的美國專利申請第09/377,131號由Lawrence W.Yonge III等人發(fā)明的“健壯傳輸模式”中所描述的技術,有效負載82由圖2中描述的功能性單元來發(fā)送并接收,所有上述文件此處用于參考;但是,其他技術可以被使用。上述美國申請第09/377,131號(“健壯傳輸模式”)描述了一種標準模式和減小的數據率健壯模式(以下,簡稱為“ROBO模式”),ROBO模式提供了廣泛的分集(時間和頻率)和數據冗余度以提高各個網絡站在不良條件下運行的能力。
仍參照圖3,幀80進一步包括一個或兩個定界符90,更通常地被稱為定界符信息。定界符信息90包括一個在有效負載82之前的定界符,即,開始(或SOF)定界符92。優(yōu)選地,除了開始定界符92,定界符信息90包括一個跟在有效負載82之后的定界符,即結束(或EOF)定界符94。開始定界符92包括一個第一前同步碼96和一個第一幀控制字段98。結束定界符94包括一個第二前同步碼100和一個第二幀控制字段102。前同步碼96、100是用于執(zhí)行或使能自動增益控制、基于時間和頻率的同步化和物理載波偵聽的多碼元字段。前同步碼96和100可能長度相同或不同。EFG 104分隔開結束定界符94和有效負載82。EFG 104是否包括在幀80中是可選的。
繼續(xù)參照圖3,首部84包括段控制字段106、目的地址(DA)108和源地址(SA)110。SA和DA字段(每個字段6字節(jié))與IEEE標準802.3所描述的對應字段相同。每個地址都具有IEEE 48-比特MAC地址格式。
主體86包括幀體112和填充字段114。字段108、110和112共同代表MAC服務數據單元(MSDU)116的一段或全部。因此MSDU指代MAC層已經被OSI的高層(MAC層提供服務的那些OSI層)分派傳送的任何信息,連同MAC層提供的任何MAC管理信息。幀的最后一段可能要求填充以確保該段填滿整個OFDM塊。因此,填充字段114在段數據比特和該段末尾的FCS 88之間提供一些0。FCS 88是作為始自段控制字段106的第一比特直至填充字段114的最后一比特的所有字段的內容的函數來計算的16-比特CRC。作為選擇,填充字段114可以位于FCS 88之后,在這種情況下,填充字段114被排除在FCS計算之外。
有效負載82具有最大時間長度(考慮到等待時間)和由長度及信道條件決定的變化的字節(jié)容量。因此,有效負載82可以有容納整個MSDU或僅僅是MSDU的一段的容量。一個“長”幀包括定界符92、94和有效負載82。首部84和FCS 88都以明文(即,未加密)發(fā)送,而主體86的一部分可以選擇加密。把有效負載字段以最高有效字節(jié)最先、最高有效位(MSB)最先(比特號7是一個字節(jié)的MSB)的方式提供給PHY單元22。長幀,具有開始定界符、有效負載和結束定界符,被用于以單點傳送或多點傳送的形式傳送MSDU信息。
盡管圖3解釋了封裝數據傳輸幀的幀有效負載的定界符,定界符可以單獨出現,例如,當被用做MAC ARQ方案的應答時。參照圖4,應答定界符120包括第三前同步碼122和第三幀控制字段124。只包括一個定界符的幀在此被稱為“短”幀,該定界符是單獨從數據傳輸幀發(fā)送的、并由接收站使用以應答一個預期得到應答的數據傳輸幀的定界符。
其他示例性定界符可以與其他類型的用于訪問信道的“短”幀相關聯(lián),比如,“請求發(fā)送”(RTS)幀,這些幀可能被用于減少在大通信業(yè)務量期間發(fā)生沖突所引起的開銷,從而提高網絡的效率。定界符可以是包括其他介質訪問機制,如TDMA(通常被用于等時通信),所要求的那種管理信息的類型,因而不必針對爭用情況。例如,TDMA網絡傳輸可以包括定界符的信標類型(信標定界符)以保持網絡同步性,并管理每個節(jié)點應該何時發(fā)送和接收幀。
第一幀控制字段98、第二幀控制字段102和第三幀控制字段124由幀控制FEC編碼器38協(xié)同調制器36基于從MAC單元18接收的控制信息產生。通常,幀控制字段98、102和124包括網絡中的所有站用于信道訪問使用的信息,而且對于幀控制字段98,還包括由目的地所使用的用于接收機解調的信息。因為幀控制字段98、102和124旨在被所有站收聽,幀控制字段98、102和124最好有健壯的物理層編碼和調制形式。優(yōu)選地,根據同時待審的美國專利申請第09/574,959號(案卷號04838/050001)由Lawrence W.Yonge III發(fā)明的“用于健壯OFDM幀傳輸的幀控制編碼器/解碼器”中所描述的技術,它們被一個具有時間和頻率字段交織和冗余度來加強的塊碼保護以免于傳輸錯誤。上述文件此處用于參考;但是,也可以使用其他技術。
通常,MAC單元18支持標準MAC功能,比如成幀。它還通過若干不同機制確保服務質量。CSMA/CA協(xié)議被優(yōu)化用于多層優(yōu)先級方案,該方案控制要求好于盡最大努力遞交的數據類型的延遲。支持四級基于爭用的訪問優(yōu)先級。每個希望爭用的傳輸只需要和其他具有相同優(yōu)先級的傳輸爭用。盡管只描述了四級,該優(yōu)先級方案可以被擴展以包括更多優(yōu)先級。另外,MAC單元18提供無爭用訪問,使得站可以保持或指導介質訪問控制,僅將所有權讓渡給更高的優(yōu)先級。用分段來限制信道無法由更高優(yōu)先級通信使用的時間量,因此限制對更高優(yōu)先級通信的延遲。
另外,MAC單元18使能站幀轉送(frame forwarding),這樣一個希望和網絡上的其他站通信的站可以用非直接方式進行通信(通過另一個、中間站),或跨越網絡10和其他網絡。
MAC單元18進一步提供可靠的幀遞交。它支持每個發(fā)射機/接收機之間的速率自適應PHY特性和信道估計控制,以建立為每個方向的信道條件優(yōu)化的PHY調制參數。而且,利用ARQ來確保單點傳送的遞交。某些幀類型的接收需要接收機的確認,并且ARQ使用不同類型的確認。確認可以依照接收幀的狀態(tài)為肯定的或否定的。一個正確尋址的具有有效PHY幀校驗序列的幀導致接收機向始發(fā)者發(fā)送肯定確認(或“ACK”)應答。發(fā)送站通過再次發(fā)送已知或推斷為失敗了的幀來進行錯誤恢復。故障的發(fā)生源于沖突或不好的信道條件、或在接收機處缺乏足夠的資源。如果收到“NACK”(在不好的信道條件下)或“FAIL”(在資源不充足的情況下)應答,便可以知道傳輸已經失敗。如果當希望收到應答卻沒有收到應答時,可推斷傳輸因某種原因(比如,因為沖突)失敗。
除了單點傳送ARQ,“部分ARQ”被用于在MAC層的多點傳送和廣播傳輸的增加的可靠性?!安糠諥RQ”允許發(fā)射機了解到至少一個站收到該幀。
MAC單元18還通過加密在共享介質上提供保密性,這點將在以下描述。
這些和其他特點由以下圖5至圖18詳細表現的幀結構來支持。
圖5A和5B分別描述幀控制字段98和幀控制字段102的比特字段定義。參照圖5A,幀控制字段98包括爭用控制(CC)字段130、定界符類型(DT)132、變量字段(VF)134和幀控制校驗序列(FCCS)字段136。爭用控制指示符比特130由所有站觀察,其指示對于除了更高優(yōu)先級的未決幀之外的所有幀,下一個爭用時段(或“窗口”)是否是基于爭用的或者無爭用的。若CC=1,表示無爭用訪問,只有在未決幀的優(yōu)先級比包含所設定CC比特的幀的優(yōu)先級高的情況下才允許爭用。若CC=0,表示基于爭用的訪問,在下一個爭用窗口中允許爭用。定界符類型字段132標識定界符及其相對于相關幀的位置。對于開始定界符,定界符類型可能有兩個值中的一個,一個值是“000”,解釋為不期望應答的幀開始(SOF),一個值是‘001’,解釋為期待應答的SOF。對于任一個開始定界符類型的定界符,變量字段134包括一個8比特幀長(FL)140和一個5比特信道圖索引(CMI)142,它們被在接收站中的PHY設備22使用以對接收的幀有效負載進行解碼。幀控制校驗序列(FCCS)字段136包括一個8比特循環(huán)冗余校驗碼(CRC)。FCCS被作為始自CC比特和止于VF比特的序列的函數來計算。
參照圖5B,幀控制字段102包括同樣的通用字段格式,即它包括字段130、132、134和136。DT字段可能具有兩個值中的一個,一個對應于不期待應答的幀結束(EOF)的值‘010’,或一個對應于期待應答的EOF的值‘011’。對于這些結束定界符類型中的任一個,變量字段134包括一個兩比特信道訪問優(yōu)先級(CAP)144、一個一比特期待應答的應答(RWRE)字段145和一個十比特保留字段(RSVD)146。CAP字段144指示與當前段相關的優(yōu)先級,該信息可以被網絡中的所有站利用以確定多段傳輸或突發(fā)傳輸(CC比特通常被設置)是否可以被中斷。RWRE字段145被用于指示會跟隨有兩個應答。保留字段146由發(fā)射機設置為0并被接收機所忽略。
再次參照圖5A,應該理解,開始定界符的幀控制字段98可能以不同方式被定義(例如,不同的字段長度、添加或省略字段)。例如,如果不使用結束定界符,那么可能希望用可以利用的各個比特來在開始定界符92的幀控制字段98中包括附加信息,例如CAP字段144(如圖5B幀控制字段102中所示)。
參照圖6,應答定界符120(圖4)的幀控制字段124包括與幀控制字段98、102相同的通用字段格式。但是,對于對應于應答的DT值(見下表1),定義VF字段132以包括從所產生應答的幀的結束定界符中的變量字段復制而得的信道訪問優(yōu)先級(CAP)144、1-比特ACK字段145和10-比特應答幀字段(RFF)146。當ACK的值=0b01(ACK)時,RFF 146被定義為接收的幀校驗序列(RFCS)148。RFCS148包括對應于被發(fā)送應答的幀中所接收的16-比特CRC(FCS字段)的10個最低有效位的部分。發(fā)送要求應答的幀的發(fā)送站比較RFCS和FCS中對應發(fā)送的CRC比特以確定應答的有效性。如果發(fā)送站檢測到兩者相符,該應答被接受。如果RFCS不匹配FCS的相關部分,該應答被忽略,并被視為未收到應答。也可以使用來自(請求應答的)幀的、同樣對于這個幀是唯一的或者可能是唯一的其他信息。如果ACK的值=0b0,那么應答不是一個ACK,RFF 146被定義為一個1-比特FTYPE字段149和一個保留(RSVD)字段150。FTYPE字段149指定應答類型(如果不是ACK的話)。FYTPE字段149中的0b0值表示NACK。如果FTYPE=0b1,那么應答類型是FAIL。應答定界符的DT字段值如下表1所示。
表1
參照圖5A-5B和圖6,可以理解變量字段134的內容取決于定界符類型132。在如圖5A-5B和圖6所示的示例性幀控制字段中,CC字段130長度為一比特,對應于比特24。DT字段132長為3比特,對應于比特23-21。VF字段134是一個13-比特字段,對應于比特20-8。FCCS字段136長為8比特,對應于最低有效字節(jié)(LSB),比特7-0。
參照圖7,段控制字段106(來自圖3)是一個40-比特字段,其包括接收各個MSDU段并執(zhí)行分段的MSDU的重組合所需要的字段。段控制字段106包括以下子字段幀協(xié)議版本(FPV)160;幀轉送(FW)字段161;連接號(CN)162;多點傳送標志(MCF)164;信道訪問優(yōu)先級(CAP)166;信道估計(CE)字段167;段長(SL)168;最后段標志(LSF)170;段計數(SC)172;和段號(SN)174。FPV字段160是用于表示使用中的協(xié)議版本的3-比特字段。例如,對于某個特定版本的協(xié)議,發(fā)射機將字段各位都置為0,如果字段(解碼后)不等于0時接收機丟棄該幀。FW字段161(在設置后)被用于表示該幀待轉送。CN字段162指定分配給兩站之間的連接的連接號。MCF164指示該幀包括一個多點傳送有效負載,而不管DA字段108的釋義是什么(因此接收機應該到別處找尋實際的DA以確定該幀用于接受目的的有效性,這些將會被描述)。該標志允許MAC執(zhí)行部分ARQ方案,之后會更詳盡地描述。CAP字段166是一個2-比特字段,等同于結束定界符102和應答定界符124(分別在圖5B和圖6中所示)的變量字段134中的同樣名字的字段。該信息在段控制字段106中重復,這樣接收機能提取此信息以在不必接收結束定界符94的情況下建立應答。CE字段167是一個標志,接收機利用此標志來向發(fā)射機表明推薦一個新的用于發(fā)射機/接收機連接的信道估計周期。SL字段168包括幀體112中的字節(jié)數(因此排除PAD 114)。最后段標志(LastSegment flag)170是如果當前段是MSDU的最后(或唯一)段時設置的一比特標志。段計數(segment count)字段172存儲所發(fā)送段的遞增順序計數,并被用于MSDU的分段和重組。SN字段174保持一個與MSDU(和它的每個段,如果MSDU被分段)相關的10-比特序列號,而且對于每個待發(fā)送的新MSDU遞增該序列號。它還被用于重組并防止與其相關的幀被多次傳送給LLC。
參照圖8,幀體字段112可以包括以下子字段加密控制180;MAC管理信息182;類型184;幀數據186;PAD 188;和集成校驗值(ICV)190。當一個幀被分段時,被分成不同段的是幀體字段112。加密控制子字段180和ICV 190除了當幀體字段被分段時外,在每個幀體字段112中都有。幀體字段112的其他子字段可以不在每幀中出現。
加密控制字段180包括加密密鑰選擇(EKS)子字段192和初始化矢量(IV)子字段194。1-八比特組EKS字段192選擇默認的加密/解密密鑰(EKS=0×00)或255個網絡密鑰之一。用選擇的密鑰來使用8-八比特組的IV字段對幀數據加密/解密。待加密或解密的數據從IV字段194后的第一字節(jié)開始,以ICV 190結束(包括ICV 190)。把IV字段194設置為0使發(fā)射機繞開加密部分,并使接收機繞開解密部分(即,發(fā)送/接收以明文方式進行)。
類型184和幀數據186在載有MSDU的所有幀中存在。要求的填充的數量(即待添加到幀體112中的比特數),從SC字段106的段長168來確定,是獨立于實施方式的。在所描述的實施例中,因為加密過程處理以可被64比特劃分的塊的形式表示的數據,填充字段188給幀體112添加0以使幀中的比特數是64比特的整數倍。ICV 190是在以IV之后的第一字節(jié)開始、以PAD字段188結束(如果存在PAD字段188)的字節(jié)上計算的32-比特循環(huán)冗余校驗。用于計算ICV 190的多項式是IEEE標準802.11中使用的32-比特CRC-CCITT多項式;但是,其他CRC,例如,基于其他多項式的CRC,也可以被使用。在另選實施中,加密的信息可以不包括ICV 190。
接收機使用ICV字段190來用于當幀被錯誤解密時的幀過濾(即,防止解密的幀被傳往LLC)。例如,如果EKS不是唯一的、而是實際上被兩個或更多個網絡密鑰所共享,幀可能被用錯誤的網絡密鑰來解密。如果不同的邏輯網絡為不同的網絡密鑰選擇相同的EKS,可能會出現公共密鑰選擇事件。
幀體112可能包含MAC管理信息182。如果該字段出現在幀體112中,其格式和內容如下。
參照圖9,MAC管理信息182包括以下子字段類型200;MAC控制(MCTRL)202;N個項目字段204,每個項目字段204包括MAC項目首部(MEHDR)206、MAC項目長度(MELEN)208和MAC管理項目數據(MMENTRY)210。類型200指定幀包括MAC管理信息,而且MAC管理信息字段跟在后面。MELEN 208指定當前項目字段204的相關MMENTRY 210中包含了多少字節(jié),因此其作為指向下一個項目字段204的指針。
參照圖10,MCTRL字段202包括兩個子字段一個1-比特保留字段212和一個第二、7-比特字段,即項目數(NE)字段214,其指明跟在MAC管理信息之后的MAC項目(NE)204的數量。
參照圖11,MEHDR字段206包括兩個子字段MAC項目版本(MEV)216和MAC項目類型(MTYPE)218。MEV 216是一個指明所用的釋義協(xié)議版本的3-比特字段。發(fā)射機將MEV全部置為0。如果接收機確定MEV≠0b000,接收機丟棄整個層管理MAC幀。5-比特MAC項目類型218定義跟隨的MAC項目命令或請求。不同的MAC項目類型值和釋義如表2所示。
表2
表2在第3-5列還表明,是否由站的MAC從更高層接收此項目以由MAC本地使用(第3列);項目是否被前置到數據幀(即,MSDU或MSDU段)以通過介質傳輸(第4列);或者項目是否在沒有數據幀的情況下通過介質發(fā)送(第5列)。
參照圖12A,跟在(MEHDR字段206中的)MTYPE 218后面指定請求信道估計的MMENTRY字段210是請求信道估計MAC管理項目210A。請求信道估計項目210A包括信道估計版本220和保留字段222。如果CEV 220不等于0,該項目被忽略。
參照圖12B,請求信道估計MAC管理項目210A(圖12A的)導致接收站以應答信道估計MAC管理項目210B的形式返回信道估計應答。該字段是MMENTRY字段,跟在指明信道估計應答的MTYPE218之后。信道估計應答項目210B是一個由接收機在接收了一個信道估計請求之后發(fā)送的可變長度MAC數據項目。該序列是MAC信道估計控制功能的一部分,如以下所描述。
仍然參照圖12B,信道估計應答項目210B的子字段包括信道估計應答版本(CERV)224;保留(RSVD)226和228;接收信道圖索引(RXCMI)230(由請求者插入CMI 142);有效信號音標志(ValidTone Flags)(VT)232;FEC率(RATE)234;網橋代理(BP)236;調制方法(MOD)238;另一個保留字段240;橋接的目的地址數量(NBDAS)242;和橋接的目的地址244,包括橋接的目的地址1到n(BDA n)246。RXCMI字段230包括與返回信道估計應答的站的源地址相關的值。因此在向應答者發(fā)送時,接收此應答的站將該值插入幀開始定界符98的CMI字段142。有效信號音標志232指明一個特定的信號音是有效(VT[x]=0b1)還是無效(VT[x]=0b0)。RATE字段比特234指明卷積編碼率是1/2(RATE=0b0)還是3/4(RATE=0b1)。網橋代理比特236指明信道映射正在被代理以用于一個或更多個目的地址。NBDAS 242指明代理的目的地址的數量,而且BDA1…n246的每一個包含一個不同的目的地址。MOD字段238指明四個不同的調制類型之一MOD值‘00’對應ROBO模式;MOD值‘01’對應DBPSK調制;MOD值‘10’對應DQPSK調制;MOD值‘11’為一個保留值(此保留值若被用于發(fā)送,在接收時會被忽略)。
在網絡10中,任何兩個站12之間的信道或連接關于信號音(載波)的生存能力和不同調制類型的接受能力而言可能是唯一的。因此,MAC單元18提供一個信道估計控制功能以發(fā)現信道的屬性。信道估計功能產生并保持一個點對點發(fā)射機-接收機連接以獲得最大的傳輸數據速率。多點傳送以ROBO模式進行,該模式不依靠于發(fā)射機和接收機之間的信道特性。向一個有效的信道映射不存在的特定目的地址進行的單點傳送也以ROBO模式進行。
如果該連接是新的(發(fā)射機尚未同接收機通信,或者,等同地,不存在DA的有效信道圖),發(fā)射機把信道估計請求MAC項目210A(圖12A)連同MSDU包含在一個幀中,然后把該幀以ROBO模式發(fā)送到接收機。接收到信道估計請求MAC項目210A時,接收機分析該段、或者甚至整個幀的第一個接收塊(含40個碼元)或多個塊的特性,以確定用于連接的最好的信號音組和最優(yōu)調制類型。優(yōu)選地根據上面引用的美國申請第09/455,110號所描述的信道估計過程,由接收站的PHY設備22(圖2)中的CE單元60執(zhí)行該分析。接收站返回由信道估計應答MAC項目210B(圖12B)中的信道估計產生的信道圖。如果在那個方向上不存在信道圖,信道估計應答MAC項目210B也以ROBO模式發(fā)送。收到該應答時,發(fā)射機利用應答中所指定的信道圖——有效信號音標志232、FEC率234和調制238,連同相關的信道圖索引(在定界符98中的CMI 142中所提供的,圖5A),以在(信道圖索引142所對應的)信道圖有效時向DA進行任何進一步發(fā)送。
如果該連接不是新連接(即,執(zhí)行了先前的信道估計周期),信道圖可能變得陳舊,例如,在某個估計超時之后,或者,另選地,信道映射不再代表(由接收機所確定的)最優(yōu)數據速率。在估計超時之后,任何在此連接上的后續(xù)傳輸導致一個新的信道估計周期發(fā)生,因此確保連接以最優(yōu)狀態(tài)被保持。如果接收機(通過分別檢測錯誤量的減少或增加)確定信道條件已經改進或惡化,它可能向發(fā)射機建議進行一次新的信道估計。接收機通過設置發(fā)往發(fā)射機的幀中的段控制106(圖7)中的CE標志167來做此建議。接收具有設置的CE標志167的幀導致發(fā)射機啟動一個以ROBO模式發(fā)送的幀的信道估計。另選地,接收機可以使用MAC管理項目作出建議。如將要討論的,如果要求發(fā)射機在重傳輸期間轉換為ROBO模式,信道估計在幀傳輸期間還作為恢復程序的一部分步驟發(fā)生。
參照圖13A-B,跟在MTYPE 218之后指定連接信息請求和連接信息應答類型的MMENTRY字段210分別是連接信息請求210C(圖13A)和連接信息應答210D(圖13B)。參照圖13A,連接信息請求字段210C包括目的地址(DA)字段247。DA字段247所指定的DA是請求站想要其連接信息的站的地址。參照圖13B,連接信息應答字段210D包括DA字段248,其包括連接信息請求210C中由相同字段名指定的DA的副本。連接信息應答字段210D進一步包括字節(jié)字段249,其基于應答機對DA的TX信道圖指定40碼元塊內的字節(jié)數(或另選地,最大長度幀內的字節(jié)數)。連接信息請求和應答被用于幀轉送,之后會參照圖40-46進行描述。
參照圖14,一個設置局部參數(Set Local Parameters)字段210E是一個設置本地站MAC地址250(MA[47-0]是IEEE 48-比特MAC地址格式)和信號音掩碼(tone mask)252的17-字節(jié)的數據項,表明網絡可使用的信號音。未用的信號音不會有任何施加到其上的信號。信號音掩碼252包括84-比特可用的信號音標志以表明一個特定的信號音是可用(TM[x]=0b1)還是不可用(TM[x]=0b0)。TM
對應于最低頻率的信號音。
參照圖15,跟在MTYPE 218之后指明替換網橋地址項目類型的MMENTRY字段210是替換網橋地址項目字段210F。項目字段包括6個字節(jié)來識別可能位于另一種介質上并通過網橋來訪問的站的原始目的地址(ODA)260。項目字段210D進一步包括6個字節(jié)以識別可能位于另一種介質上并通過網橋來訪問的站的原始源地址(OSA)262。接收該項目的站使用這些字段來重建原始乙太幀。橋接代理機制(bridging proxy mechanism)將參照圖32-37進一步詳細描述。
參照圖16,跟在MTYPE 218之后指明設置網絡加密密鑰的MMENTRY字段210是設置網絡加密密鑰項目210G。項目210G包括加密密鑰選擇(EKS)266和網絡加密密鑰(NEK)268。應用這些字段的MAC保密機制將參照圖29-31討論。
參照圖17,跟在MTYPE 218之后指明帶應答的多點傳送的MMENTRY字段210是帶應答的多點傳送項目210H,并被用于支持用于多點傳送傳輸的部分ARQ。帶應答的多點傳送項目210H包括多點傳送目的地址272(或者,另選地,至少一個代表一組多點傳送目的地址的多點傳送目的地址)和對應于該項目中多點傳送目的地址數目的多點傳送目的地址(MDA)計數字段274。當使用該項目時,幀首部83(圖3)中的DA 108是各個多點傳送目的地址272的代理,且如果定界符類型屬于要求應答的類型,其會生成應答,如上所述(參照圖5A-5B)。
參照圖18,跟在MTYPE 218之后指明級連類型的MMENTRY字段210是級連項目210I。該項目提供一個機制,使主機級連若干個較小的幀以用相同的CAP發(fā)送到某個特定目的地。這提高了網絡處理能力,因為與每幀相關的固定開銷(overhead)(例如,SOF定界符、EOF定界符、應答,以及之后描述的不同的幀間間隔),使得較小的幀效率不高。級連MMENTRY數據字段210I包括以下字段NF字段276,用于表示級連在一起的幀的數目;而且對于項目中存在的每個幀,包括去除長度(Remove Length)(RL)字段277、有效負載(幀)長度字段(FRAMELEN)278和有效負載字段279。RL字段,如果設置(RL=0b1)的話,向接收機表明幀的FRAMELEN字段278應被去除以提取原始幀。將RL字段包含在內是為了當幀中的原始類型字段實際指定了幀長度時防止幀長度字段的重復。當RL=0b0時,FRAMELEN字段278是該幀的原始類型字段,因此是原始幀的一部分。當該項目被包含在MAC層管理信息182中時,它是最后的項目。它的存在排除了使用有效負載字段184和186。對這種類型的項目,MELEN被設置為某個值,例如,1,該值將向接收機表明未指定整個長度,接收機因此必須查看FRAMELEN的每個出現以提取原始幀。
盡管未顯示,利用對應于MTYPE值指明請求參數和統(tǒng)計數字以及應答參數和統(tǒng)計數字的項目(在上述表2中描述)來收集每站特定的參數和網絡性能統(tǒng)計數字,這些參數和統(tǒng)計數字對診斷目的很有用。
也可能定義并使用其他MAC管理項目類型。
回頭參照表2,對應于設置連接和應用連接、以及偽幀的MTYPE值的項目,被用于支持無爭用間隔的會話以實現CSMA網絡的服務質量(QoS)。偽幀項目向接收機表明包含該項目的幀的幀有效負載將被丟棄。之后將分別參照圖39A-39B和圖37-38詳細描述設置和應用連接項目的格式以及使用這些項目(以及偽幀項目)的無爭用訪問機制的運行。
在諸如MAC單元18所使用的分布式介質訪問方案中,發(fā)送站12a通過載波偵聽機制偵聽傳輸介質14以確定其他站是否正在發(fā)送。載波偵聽是分布式訪問程序的重要部分。物理載波偵聽由PHY通過檢測前同步碼以及跟蹤通過分組體(packet body)的OFDM碼元來提供。除了由PHY提供給MAC的物理載波偵聽信令,為更大的定時精確度,MAC還利用虛擬載波偵聽(VCS)機制。VCS機制使用定時器(用于保持VCS超時值)和標志以跟蹤預期的基于幀控制字段所代表信息的信道占用持續(xù)時間。因此,介質被認為處于繁忙狀態(tài),如果物理或虛擬載波偵聽如此表明。當站在發(fā)送時,介質也被認為繁忙。
參照圖19A-19D,這些圖顯示了利用在信道繁忙條件之后的優(yōu)先級決定和爭用的介質共享技術。爭用中間幀空間(CIFS)280定義上一次正確接收的不期待任何應答的幀傳輸的末尾與優(yōu)先級決定時段(PRP)284之間的幀間距離,PRP 284被用于決定新傳輸的優(yōu)先級。參照圖19A,上一個幀傳輸是以數據幀傳輸80的形式。優(yōu)先級決定時段284包括第一優(yōu)先級決定時隙P0286和第二優(yōu)先級決定時隙P1288。有四級信道訪問優(yōu)先級(CAP)最高優(yōu)先級由CA3=0b11表示,最低優(yōu)先級由CA0=0b00表示。下面的表3將CAP映射到優(yōu)先級決定時隙286和288。
表3
IEEE802.1標準的當前版本描述了在一個橋接網絡環(huán)境中使用用戶優(yōu)先級和訪問優(yōu)先級。用戶優(yōu)先級是應用用戶請求與其業(yè)務相關的優(yōu)先級。訪問優(yōu)先級是MAC提供的區(qū)分開的業(yè)務類的數目。分款7.3.3,802.1D提供用戶優(yōu)先級到業(yè)務類的映射。這里討論的五個區(qū)分開的業(yè)務類,即,那些對應于四個信道訪問優(yōu)先級(CA0到CA3)和無爭用訪問的類,一對一地對應于業(yè)務類0到4。
仍然參照圖19A,隨機后退(backoff)間隔292之后的爭用窗口290期間以特定優(yōu)先級爭用的意圖如下在優(yōu)先級決定時段284中以信令表示,其中,隨機后退間隔292以爭用決定時隙C0…CN來表示。要求訪問信道的站確定恰在PRP 284(本例中,EOF定界符94,也在圖5B中表示)之前接收的定界符是否在其幀控制字段中包括一個設置的爭用控制比特130,并在CAP字段144中指定大于或等于本應該由該站在PRP 284中指明的優(yōu)先級的優(yōu)先級。如果結論是肯定的,該站不再在當前PRP中指明爭用的意圖。該站更新VCS值并等待擴展幀間空間(EIFS)的持續(xù)時間,或者直到它檢測到下一次發(fā)送的結束,無論哪一個先發(fā)生。
圖19B解釋了緊接PRP 284之后的示例性無爭用幀傳輸294。在本例中,無爭用狀態(tài)已經由通過利用定界符92中設置的爭用控制比特130并在先前的爭用窗口290中贏得爭用來發(fā)出數據幀傳輸80的站建立。
另外,回頭參照圖19A,站在PRP 284期間以信令表示其優(yōu)先級。在P0286期間,如果優(yōu)先級要求在時隙0中的一個二進制1(即,CA3或CA2),該站斷言(assert)一個優(yōu)先級決定碼元。另選地(如果是一個低優(yōu)先級),該站檢測優(yōu)先級決定碼元是否由另一個站發(fā)送。在P1288期間,如果該站在上個時隙中以信號表示,而該站的優(yōu)先級要求該站在本時隙中以信號表示,它會這么做。如果該站在P0時隙286中而不是在P1時隙288中以信號表示,但是檢測出(在P1時隙288中)另一個站正在本時隙中以信號表示,它順從(defer to)更高優(yōu)先級的站,不在爭用窗口290期間發(fā)送。(根據下面將描述的規(guī)則,)該站還以適當值設置VCS。如果該站不在P0時隙286中以信號表示,并檢測到其他一些站卻在如此做,他不在P1288中發(fā)送或在爭用窗口290中發(fā)送。它又一次以適當的值設置VCS。因此,如果該站已經在該站未斷言該信號的時隙286、288中的一個時隙中檢測到優(yōu)先級決定碼元,它不在時隙286、288所余的任何一個中或在爭用窗口290中發(fā)送。用這種方式,每個站確定有一個傳輸掛起的最高優(yōu)先級,并在其本身的掛起傳輸具有較低優(yōu)先級時進行延遲。如果優(yōu)先級信令已被完成,并且該站尚未被一個更高優(yōu)先級搶先占有,它根據后退程序在爭用窗口290中爭用訪問,后面將有所描述。
參照圖19C,如果最后一個數據傳輸80要求有、并后跟一個應答124,該站等待一段應答幀間空間(RIFS)298,即數據幀傳輸80的結束和相關的應答124的開始部分之間的時間。CIFS 280跟在應答124之后。許多協(xié)議將最短幀間空間賦予應答,使得信道所有權由涉及在交換中的站來保持。MAC利用幀首部中的信息以通知各站是否期待一個應答,如果不期待任何應答,CIFS處于有效。
圖19D解釋了在應答之后發(fā)生的示例性無爭用傳輸。在本例中,無爭用狀態(tài)已經由用一個設置的爭用控制比特發(fā)送最后一個數據傳輸80(因此導致具有一個設置的爭用控制比特的應答124的返回)、并在上一個爭用窗口290期間贏得爭用的站建立。
上述擴展幀間空間(EIFS)通過將PRP、CIFS和RIFS添加到最大幀時間(即,以碼元表示的最大允許幀長和定界符乘以碼元時間)和應答時間(以碼元表示的應答長度乘以碼元時間)來計算。當不能中斷無爭用訪問時(如上所述),由站來使用EIFS。當站不完全了解介質狀態(tài)時,也使用EIFS。當該站只能聽到兩個其他站之間的幀交換的單側時,當該站最初連接到網絡上時,或者當接收的幀中的錯誤使其不可能清楚地解碼時,這種情況會出現。EIFS比其他幀間空間長得多,這樣在當任何上述情況發(fā)生時,可以為一個正在進行的幀傳輸或段突發(fā)傳輸提供防止沖突的保護。如果該介質在最小的EIFS中空閑,不需要任何信道訪問爭用,幀可以被立即發(fā)送。
回頭參照圖19A和19C,該站生成隨機后退時間292以產生額外延遲,除非后退已經有效而且不需要任何新的隨機值。后退時間被定義為
BackoffTime=Random()*Slot Time(1)
其中Random()是區(qū)間
中一個均勻分布的偽隨機整數,ContentionWindow(CW)值可從最小值(7)變化至最大值63,SlotTime定義為一個預定的時隙時間。進入后退程序的站把其后退時間(BackoffTime)如上所述進行設置。
MAC單元18保持多個定時器,計數器,控制標志和其他一些控制信息以控制信道訪問。后退時間值由一個后退計數器或計數(BC)來保持,該計數器在每個實際和虛擬載波偵聽被確定為空閑的時隙時間遞減1。BC在載波偵聽進行中的任何時隙內暫停。當BC減至0時便進行傳輸。VCS值由VCS定時器保持并由虛擬載波偵聽指針標志(VPF)解釋。即使在沒有幀未決的情況下,只要接收或發(fā)送了有效的幀控制信息,都會對VCS定時器的值進行更新。只要接收到有效的幀控制信息,VPF都會被設置為1,除非有條件要求把VCS設置為EIFS。如果VCS被設置為EIFS,那么VPF便被設置為0。如果VPF被設置為1,那么VCS值便指向下一個爭用。如果VPF被設置為0,那么VCS值便指向網絡空閑時間。后面將參照表4對VCS和VPF的設置進行更詳細的描述。
所有的站還要保持一個發(fā)送計數器(TC),一個延遲計數器(DC),一個后退程序計數器(BPC),一個NACK應答(NACK計數)計數器和一個“無應答”計數器(NRC)。它們的初始值都被設置為0。每發(fā)送一個幀,TC便進行遞增。每調用一次后退程序BPC便進行遞增。每次當期望應答而沒有接收到應答時NRC便進行遞增。MAC單元還保持一個幀定時器(“FrmTimer”),它被設置為一個最大的幀使用期值。除在發(fā)送時(包括應答間隔)以外,否則當FrmTimer期滿時(為0),就會把要發(fā)送(或重新發(fā)送)的分組舍棄。
CW的初始值取為7,在每次不成功的傳輸或當DC為0時,CW在二進制指數級數中取下一個值。CW和BPC在一次成功的傳輸之后并且在該次傳輸中途失敗(由于TC達到它的最大許可閾值或幀超出FrmTimer的最大使用期)時被重置。在期望ACK時接收到對任何傳輸的ACK后或者結束未確認服務的傳輸之后,TC被重置為0。把CW被截斷的二進制指數級數定義為2n-1,其中n的范圍為從3到6。按照下面的這些規(guī)則在BPC值的基礎上設置CW和DC對于初始傳輸(BPC=0),CW=7,DC=0;對于第一次重傳(BPC=1),CW=15,DC=1;對于第二次重傳(BPC=2),CW=31,DC=3;對于第三次和其后的重傳(BPC>2),CW=63,DC=15。
除了VPF之外,MAC單元18還在幀控制字段98,102和124中的具有相同名稱的字段中存儲并保持一個與CC比特相對應的爭用控制(CC)標志。在每個接收到的定界符中的幀控制信息的基礎上對CC標志進行設置或清除,CC標志還可以在VCS值達到0并且VPF為0時被清除。0值表示正常爭用。1值表示沒有爭用(也就是無爭用訪問),除非更高優(yōu)先級的幀正在未決(pending)。
參照圖20,幀或分組到達時間決定了站參與PRP和爭用窗口信令的程度。如果分組到達時間(也就是對分組進行排隊以在PHY進行傳輸,并由此被認為是“未決”的點)發(fā)生在另一個分組的傳輸或其后的CIFS間隔期間(表示為第一分組到達時間300),那么要進行發(fā)送的站會根據所描述的信道訪問程序參與PRP時隙286,288和爭用窗口290。如果對幀進行排隊以由MAC在P0286期間(表示為第二分組到達時間302)進行傳輸,那么只要幀的優(yōu)先級根據上述優(yōu)先級決定規(guī)則未被先占的話,該站就可以參與P1時隙288。如果該站能夠在優(yōu)先級決定的結果基礎上進行爭用,幀可以跟隨后退程序。如果對幀進行排隊以在P1288期間或爭用窗口290(表示為第三分組到達時間304)中進行傳輸,那么該站不能參與PRP,但是只要要發(fā)送的幀的優(yōu)先級根據上述優(yōu)先級決定規(guī)則未被先占的話,在爭用窗口290中跟隨后退程序。
在發(fā)送了一個要求應答的幀之后,發(fā)射機在確定幀傳輸失敗之前會等待一個應答間隔。如果在應答間隔結束時幀的接收還未開始,發(fā)射機調用它的后退程序。如果幀的接收已經開始,站就會等待幀的結尾以確定幀的傳輸是否成功。用接收到有效的ACK來表明幀的傳輸成功并開始下一個段或報告成功傳輸。接收到有效的NACK使得發(fā)射機調用它的后退程序以重新傳輸該幀并把BPC重置為0。如果接收到一個有效的FAIL,那么發(fā)射機在重置BPC和調用后退程序之前會延遲一預定時段。接收到任何其他有效或無效的幀都會被解釋為失敗的傳輸。該站在接收的結尾調用后退程序并處理所接收到的幀。
發(fā)送站繼續(xù)進行重新傳輸一直到幀的交換成功,或者達到合適的TC限制,或超過發(fā)送使用期(FrmTimer)。站保持著每個所發(fā)送幀的發(fā)送計數。TC隨著幀的每次發(fā)送而遞增。當把幀成功地發(fā)送或者當因為超出重傳限制或發(fā)送使用期而把幀舍棄時,發(fā)送計數被重置為0。
如上所述,VCS定時器由所有的站保持,用以提高信道訪問的可靠性。VCS定時器是根據幀定界符的幀控制字段中所包含的信息設置的。站利用該信息來計算介質所預期的繁忙狀態(tài)并把這種信息存儲在VCS定時器中。利用來自每個正確接收到的幀控制字段的信息來更新VCS定時器。接收站遵循表4中所定義的規(guī)則,表4是基于規(guī)定的定界符類型的,其中幀的長度是以碼元數目來測量的。
表4
當站確定它不能爭用訪問時,VCS定時器也在PRP的結尾更新。
如上所述,MAC單元18支持分段/重組。把來自主機的MSDU分割成更小的MAC幀稱之為分段。相反的過程稱之為重組。分段可以改善幀在苛刻信道上的發(fā)送機會并有助于更高優(yōu)先級的站的等待時間特性。所有形式的尋址發(fā)送(單點傳送,多點傳送,廣播)都可以使用分段。
到達MAC單元18的一個MSDU可以根據MSDU的尺寸和鏈路所能承受的數據速率被放入一個或更多個段中。會盡最大的努力把單個MSDU的所有段以MAC幀的單個連續(xù)突發(fā)串的形式進行發(fā)送。對每個幀獨立進行確認和重新傳輸。
當把一個MSDU分割成大量的段時,如果可能,就把這些段以單個突發(fā)串的形式發(fā)送以減小對接收機資源的需求并增大網絡的總處理能力,同時仍然等待時間應答和抖動性能考慮進去。如前面參照圖5B所討論的那樣,通過利用爭用控制和幀控制中的信道訪問優(yōu)先級字段來完成段突發(fā)傳輸。一個段突發(fā)串可以由具有更高傳輸優(yōu)先級的站所先占。
當發(fā)送一個段突發(fā)串時,站以正常方式也就是以上面所描述的方式爭用介質。一旦站控制了介質,它把爭用控制比特設置為0b1,把MSDU(該段屬于它)的優(yōu)先級插入幀控制的信道訪問優(yōu)先級字段中并以突發(fā)串的形式發(fā)送段,而不需進一步與具有相同或更低傳輸優(yōu)先級的站爭用介質。該站遵從具有更高優(yōu)先級的傳輸,這些傳輸在緊隨每個段的傳輸的優(yōu)先級決定時段中指示。在MSDU的最后的段中,該站在發(fā)送該段之前把幀控制中的爭用控制比特清為0b0,以在緊隨該傳輸完成的PRP中允許所有站進行正常爭用。
如果一個站接收到一個比占用介質的段突發(fā)串更高優(yōu)先級的幀的傳輸請求,那么它就會在緊隨當前段的傳輸的PRP中爭用介質。如果該段突發(fā)串被更高優(yōu)先級的未決幀所先占,那么曾經執(zhí)行段突發(fā)傳輸的該站會爭用介質以重新開始段突發(fā)傳輸。該站在其重獲對介質的控制時重新開始進行段突發(fā)傳輸。
因此,段突發(fā)傳輸會以給定的優(yōu)先級為單獨的站提供對介質的控制。通過假定最高優(yōu)先級(CA3),一個站可以在對段突發(fā)傳輸的過程中阻止任何其他的站訪問介質,這樣就可以不間斷的進行段突發(fā)傳輸。因為以CA3優(yōu)先級進行突發(fā)傳輸阻止了更高優(yōu)先級業(yè)務(也就是無爭用業(yè)務),因此會影響QoS,但是,還是希望能夠在使用CA3優(yōu)先級時施加限制。例如,可以把CA3級別只限制在無爭用傳輸。作為另一種選擇,可以把段突發(fā)傳輸限制在從CA0到CA2的優(yōu)先級,以及CA3優(yōu)先級(只用于無爭用業(yè)務)。
象優(yōu)先級一樣,等待時間在QoS的幀發(fā)送性能中也起到很重要的作用。而且,差的等待時間特性對于指定優(yōu)先級的幀發(fā)送性能會有不良的影響。限制這種影響的一個方法是以某種方式約束等待時間。在所描述的實施例中,限制幀的長度以保證任何傳輸占用介質都不超過預定的時間閾值,例如2ms。為了在最高優(yōu)先級獲得最佳性能,最好取消對最高優(yōu)先級業(yè)務的幀長度的限制或給它一個更寬松的限制。但是,作為另一種選擇,為了便于實施,所有級別都可以使用幀長度限制。另一種約束等待時間從而改善發(fā)送性能的方法是限制某些條件下的段突發(fā)(例如,以上面所描述的方式,以便一個段突發(fā)可以被更高級別的業(yè)務所中斷)。
參照圖21,MAC單元18的功能被描述為一個MAC狀態(tài)機310,該狀態(tài)機包括一個TX處理器311和一個RX處理器312,它們與幾個服務接入點相連,這些服務接入點包括在MAC-LLC接口側的MAC數據服務接入點(MD-SAP)313和MAC管理服務接入點(MM-SAP)314,在MAC-PHY接口側的PHY數據服務接入點(PD-SAP)316和PHY管理SAP(PM-SAP)318。MAC狀態(tài)機310通過MAC數據服務接入點(MD-SAP)313為邏輯鏈路控制(LLC)子層提供服務。狀態(tài)機310由LLC子層通過MAC管理服務接入點(MM-SAP)314來管理。MAC狀態(tài)機310通過PHY數據服務接入點(PD-SAP)316來使用PHY層的服務并通過PHY管理SAP(PM-SAP)318來管理PHY。
MAC數據服務可以把MSDU從一個MD-SAP 313運送到一個或更多個這樣的MAC數據服務接入點,對于每個發(fā)送的MSDU允許選擇加密,優(yōu)先級,重試策略和直接確認服務,同時對于每個接收到的MSDU還允許表示出其優(yōu)先級和加密服務。MAC數據服務包括下列原語MD DATA.Req;MD DATA.Conf;和MD DATA.Ind320。MD DATA.Req原語請求把MSDU從本地LLC子層傳輸到單個同級LLC子層實體或多個同級LLC子層實體(在組地址的情況下)。對該原語進行格式化以包括下列幀長度;一個或多個MAC子層目的地址;發(fā)送站的MAC子層源地址;要發(fā)送的幀所要求的優(yōu)先級(從0到3的值或無爭用);幀的使用期(幀要被舍棄之前的時間);如果必要,還要有重試控制以表明要使用的所需重傳輸策略;加密密鑰選擇,一個從0到255的整數值以表明要使用的用于對傳輸之前的幀進行加密的網絡加密密鑰;加密使能,用于使能或禁止加密;被請求用于表明希望從目的地作出對該幀應答的應答;用于表明上層協(xié)議類型的類型;數據,或更明確一些,要傳輸到一個或多個特定目的地地址的同級MAC子層實體的上層數據。MD DATA.Conf原語通過MAC確認接收到MD DATA.Req,并以一種表明該傳輸成功或失敗的狀態(tài)的形式表示所要求的傳輸的結果。MD DATA.Ind原語表示把MSDU從單個同級LLC子層實體傳輸到LLC子層實體。它包括幀長度;發(fā)送該幀的站的DA和SA;接收該幀的優(yōu)先級;加密密鑰選擇,表明用于對幀進行加密的加密密鑰;加密使能;從源地址的同級MAC子層實體傳輸的數據和類型(再一次,上層協(xié)議)。
PHY通過一組數據服務原語324和管理服務原語326向MAC提供服務。PD DATA.Req原語請求PHY開始把信息傳輸到介質上。作為應答,PHY發(fā)送開始定界符,MAC協(xié)議數據單元(MPDU)和結束定界符。該請求包括用于配置PHY發(fā)送單元的TX信道映射索引值,還有25比特的SOF定界符,有效負載和25比特的EOF定界符。PD DATA.Conf原語確認由PD DATA.Req原語所請求的傳輸。它表明了傳輸是成功還是失敗的狀態(tài)。PD DATA.Ind原語向MAC表示PHY已經接收到了一次傳輸。它包括信道特性,信道訪問優(yōu)先級,段長,MPDU和FEC錯誤標志。信道特性包括一列用于信道估計的信息。信道訪問優(yōu)先級是結束定界符中接收到的優(yōu)先級信息的值。MPDU是由同級的MAC實體所發(fā)送的信息。FEC錯誤標志是一個表明FEC確定在所接收到的信息中存在不可糾正錯誤的值。PD_Data.Rsp原語使得PHY發(fā)送所請求的應答定界符并規(guī)定要在應答定界符中攜帶的信息。它規(guī)定狀態(tài)(也就是要發(fā)送的請求應答類型,例如ACK,NACK或FAIL),爭用控制值和信道訪問優(yōu)先級。PD_RX_FR_CRTL.Ind原語向開始和結束定界符中接收到的信息的MAC實體提供指示。MAC實體使用PD_RX_FR_CRTL.Rsp原語向PHY提供控制信息。它包括一個接收狀態(tài),該狀態(tài)表明PHY應當掃描定界符或PHY應當處于有效的接收狀態(tài)。PD_RX_FR_CRTL.Rsp原語進一步規(guī)定與希望PHY接收的碼元數目相對應的幀長度以及列出接收要使用的信號音的RX信道映射。PD_PRS_Listen.Req原語由MAC實體使用來請求PHY在PRP時隙期間監(jiān)聽,PD_PRS.Ind原語由PHY使用來向MAC實體表明已經接收到優(yōu)先級決定碼元。PD_PRS.Req由MAC實體使用來請求PHY發(fā)送一個優(yōu)先級決定碼元。PHY管理服務原語326包括下列內容PM_SET_TONE_MASK.Req,它請求PHY設定不用于發(fā)送或接收的信號音的掩碼;PM_SET_TONE_MASK.Conf,表明所請求的操作是成功還是失敗。
參照圖22,圖中顯示了MAC發(fā)送(TX)處理器311的結構。發(fā)送處理器311包括四個過程發(fā)送MAC幀處理過程330,加密過程332,分段過程334和PHY幀發(fā)送過程336。TX處理器311存儲了下列參數站(或設備)地址338,信號音掩碼340,重試控制342,網絡加密密鑰344和TX信道映射346。
TX MAC幀處理過程330對數據請求和管理設置/獲取請求進行操作(如前所述)。它接收下列內容作為輸入來自MD_SAP 313的MD_Data.Req數據原語;來自加密密鑰344的網絡密鑰;來自信號音掩碼340的信號音掩碼;來自設備地址單元338的站地址;TX信道映射有效性和TX幀狀態(tài);來自MM_SAP 314的設置/獲取請求管理原語。響應這些輸入,它提供了下列內容MD_Data.Conf數據原語;重試控制;網絡密鑰和密鑰選擇;信號音掩碼;新站地址;PM_SET_TONE_MASK.Req管理原語;用于DA的TX信道映射索引;基于MD_Data.Req的TX明文幀(TCF)。過程330是否在TCF中插入MAC管理信息字段或子字段取決于輸入管理原語的內容,特別是MM_SET_RMT_PARAMS.req和其他輸入。
加密過程332接收TX明文幀(TCF)和所選擇的網絡密鑰作為輸入。加密過程332確定加密是否被使能,如果能夠進行加密,便獲得隨機的8字節(jié)IV值,附加上一個完整性校驗值,并對TEF,所選擇的網絡加密密鑰和IV進行加密以形成一個TX加密幀(TEF)。加密過程332把TEF提供給分段過程334。
分段過程334在最大幀長度的基礎上進行分段。分段過程334對MSDU進行分段是通過把幀體分割成基于最大段(或幀)尺寸的段直到最后一個段而進行的,但是,還可以適當調節(jié)分割過程以滿足其他的性能參數。例如,可能希望使第一個段具有最小的長度以縮短隱式節(jié)點聽到應答傳輸之前的時間量。一旦試圖傳輸一個段,直到把該段成功地發(fā)送到目的地或需要在其調制方面作出改變時,該段的內容和長度才能改變。
PHY幀發(fā)送過程336利用具有如上所述優(yōu)先級的信道爭用來啟動傳輸或傳輸嘗試。圖23至25顯示了PHY幀發(fā)送過程336。
參照圖23,PHY幀發(fā)送過程336以要在傳輸介質上發(fā)送的幀的到達開始(步驟400)。發(fā)射機初始化用于保持定時信息和優(yōu)先級的控制(步驟402)。定時信息包括后退程序計數(BPC)所保持的計數,發(fā)送計數器(TC),NACK計數器(NACK計數)以及無應答計數器(NRC),它們的值都被設置為0。定時信息進一步包括與發(fā)送使用期值,FrmTimer,相對應的定時器。把FrmTimer設置為最大值(MaxLife)作為缺省值,除非使用期值由LLC單元向下傳遞給MAC單元。優(yōu)先級被設置為分配給該幀的信道訪問優(yōu)先級的值。發(fā)射機通過確定VCS和CS的值是否都等于0檢測介質是否忙(步驟403)。如果這些值為非零,也就是介質忙,那么發(fā)射機一直等到它檢測到兩個值都為0,而同時在從介質接收到的有效定界符的基礎上更新VCS,VPF和CC的值(步驟404)。然后確定VPF是否等于1(步驟405)。如果VPF等于0,就發(fā)送幀段并遞增TC(步驟406)。如果在步驟403,確定介質為空閑,發(fā)射機確定到達是否發(fā)生在載波偵聽時隙(CSS)期間,也就是CIFS期間(步驟407)。如果到達已經在CSS期間發(fā)生,或在步驟405,VPF=1,那么發(fā)射機確定是否在CSS中檢測到信號(步驟408)。如果到達發(fā)生在CSS期間(步驟407),但是在該時間段期間并沒有檢測到信號(步驟408),或者到達發(fā)生在優(yōu)先級決定時隙間隔中的一個時隙期間(步驟409),那么發(fā)射機確定先前的傳輸是否表示無爭用訪問,也就是包括一個設置的CC比特(步驟410)。如果指示了無爭用訪問,發(fā)射機確定它是否可以通過把它的優(yōu)先級(等待傳輸的幀的優(yōu)先級)與EOF和/或應答中指示的優(yōu)先級進行比較而中斷,或者如果最后的傳輸是要發(fā)送的幀的前一個段就繼續(xù)進行(步驟412)。如果發(fā)射機不能中斷或繼續(xù)(作為已經進行的傳輸流的一部分,例如在無爭用時段期間各個站之間段突發(fā)或幀互換期間),它就把VCS值設置為EIFS,VPF值設置為0(步驟414)。如果在步驟412,確定發(fā)射機可以中斷或繼續(xù),或在步驟410,確定并未指示無爭用訪問,發(fā)射機發(fā)信號表示其優(yōu)先級并監(jiān)聽其他也等待信道訪問的站的優(yōu)先級(步驟416)。
如果發(fā)射機并沒有檢測到更高的優(yōu)先級(步驟418),它就開始爭用信道訪問(步驟419)。如果爭用成功,該過程就發(fā)送段并遞增TC(步驟406)。如果爭用不成功(也就是,另一個站正在發(fā)送),它確定當前傳輸的幀控制字段是否有效(步驟421)。如果幀控制字段有效,發(fā)射機把VPF設置為1,并根據幀控制信息更新VCS(步驟422),并返回到步驟404等待一個空閑信道。如果幀控制字段為無效(例如偽同步信號或弱信號),發(fā)射機返回步驟414(設置VCS等于EIFS,VPF=0)。
回來參照步驟409,如果幀在PRS間隔之后到達,但被確定為在爭用窗口期間到達(步驟423),發(fā)射機確定以前的幀傳輸是否為無爭用(步驟424)。如果并沒有指示無爭用訪問,發(fā)射機便前進到步驟418(確定是否檢測到了更高的優(yōu)先級)。如果指示了無爭用訪問,發(fā)射機確定它是否可以中斷傳輸(步驟426)。如果發(fā)射機不能中斷,它在步驟414更新VCS和VPF,并返回到步驟404等待下一個空閑信道。如果在步驟426確定發(fā)射機可以中斷,發(fā)射機便前進到步驟418。如果在步驟423確定幀在爭用窗口之后到達,發(fā)射機在步驟406會發(fā)送幀段,并使TC遞增1。
在步驟406發(fā)送了一個幀段之后,發(fā)射機確定是否期望應答或確認(步驟428)。如果期望并接收到一個確認(步驟430),或者沒有期望確認,發(fā)射機確定是否要發(fā)送另外的段作為數據傳輸流或突發(fā)串的一部分(步驟432)。如果如此,發(fā)射機會把BPC,TC,NACKcount和NRC重新設置為0(步驟433)。然后發(fā)射機會通過確定FrmTimer是否等于0或TC是否超出發(fā)送限制而確定是否應舍棄該幀(步驟436)。如果兩個條件有一個為真,發(fā)射機便報告已經舍棄了幀(步驟438),該過程便終止(步驟440)。如果沒有舍棄幀而是對其進行重新發(fā)送,發(fā)射機便返回步驟403。如果在步驟432已沒有更多的要發(fā)送的段,發(fā)射機便報告一次成功的傳輸(步驟442),并在步驟440終止該過程。如果在步驟430期望確認但沒有接收到,過程會進一步決定應答(步驟444)并在步驟436開始進行幀舍棄決定。
參照圖24,決定應答的過程444首先確定是否已經接收到NACK(步驟446)。如果接收到NACK,NACKcount便遞增,并把BPC設置為0(步驟448)。過程444確定NACKcount是否比NACKcount閾值大(在該例中,閾值為4)(步驟450)。如果NACKcount經確定比閾值4要大,過程把NACKcount重新設置為0,使用健壯(ROBO)傳輸模式(步驟452),并開始執(zhí)行步驟436(圖23)。如果NACKcount不大于閾值,過程將會直接執(zhí)行到步驟436。如果期望應答并且接收到一個FAIL應答(步驟454),過程會等待一預定時段,在所述的例中為20ms(步驟456),同時更新任何有效的幀控制信息上的VCS,VPF和CC(步驟458),把NACKcount和BPC設置為0(步驟460)并返回到步驟436。如果期望應答但并沒有接收到任何應答(也就是在步驟454未接收到FAIL),過程會確定是否接收到其他的幀控制信息(步驟462),如果接收到,就把VCS設置為EIFS,把VPF設置為0(步驟464)。否則,過程會遞增NRC(步驟466)并確定NRC是否比NRC閾值大(步驟467)。如果NRC經確定比NRC閾值大的話,過程便使用ROBO模式(步驟468)并再次返回步驟436。如果在步驟467 NRC經確定不大于NRC閾值,過程就返回步驟436,而不需對調制模式作出調整。
參照圖25,信道訪問爭用過程419是通過確定BPC,DC或BC是否為0而開始的(步驟470)。如果為0,該過程會確定要發(fā)送的段是否為一個先前傳輸的繼續(xù)(步驟471)。如果不是先前傳輸的繼續(xù),該過程便執(zhí)行下面內容建立爭用窗口CW和延遲計數DC作為BPC的函數,也就是CW=f1(BPC),其中f1(BPC)=7,15,31,63,對應的BPC=0,1,2,>2,DC=f2(BPC),其中f2(BPC)=0,1,3,15,對應的BPC=0,1,2,>2;遞增BPC;設置BC=Rnd(CW),其中Rnd(CW)是區(qū)間(0,CW)中一個平均分布的隨機整數(步驟472)。如果要發(fā)送的段是先前傳輸的繼續(xù)(步驟471),那么過程設置CW=7,DC=0,BPC=0,BC=0。如果在步驟470中BPC,DC或BC不為0,過程便遞減DC(步驟474),并遞減BC(步驟476)。步驟472,473或476之后,過程419確定BC是否等于0(步驟478)。如果BC為0,那么過程便進入步驟406,啟動分組傳輸并遞增TC(圖23)。如果BC不等于0,過程便等待一個CRS時隙(步驟480)并確定CS是否等于0(步驟482)。如果CS為0(也就是,沒有檢測到載波),過程返回步驟476(遞減BC)。如果在步驟482中CS不等于0,過程419便確定在當前傳輸中的同步信號是否有效(步驟484)。如果信號為無效,過程419便返回步驟480以等待另一個CRS時隙的期間。如果同步信號為有效,過程419便執(zhí)行步驟421(圖23)以確定當前傳輸的定界符中幀控制字段的有效性,這樣便不允許進一步的爭用。
參照圖26,圖中顯示了MAC接收(RX)處理器312的結構。RX處理器312包括4個功能PHY幀接收過程490,重組器494,解密過程496和接收MAC幀處理過程498。RX處理器312存儲下列參數站地址338,信號音掩碼340,加密密鑰344,信道特性506,RX信道映射512和TX信道映射346。
PHY幀接收過程490接收RX(可選)加密段(RES)。也就是,它分析任何輸入段的幀控制字段,并接收任何輸入段的主體。它存儲信道特性并使重組過程494可以利用RES。
參照圖27,幀接收過程490如下。過程490以搜索同步信號和監(jiān)控VCS(步驟522)開始(步驟520)。過程490確定VCS是否等于0,VPF是否等于1(步驟524)。如果VCS等于0,VPF等于1,過程在CIFS中檢測載波(步驟526)并確定是否檢測到載波(步驟528)。如果沒有檢測到載波(步驟528),過程等待CIFS的結束(步驟530)并在PRS中監(jiān)聽,注意在該間隔中聽到的任何優(yōu)先級(步驟532)。然后,它設置VCS等于EIFS,VPF等于0(步驟534)并返回步驟522。如果在步驟528檢測到載波,那么過程就直接執(zhí)行步驟534。
如果VCS不等于0,并且VPF不等于1(步驟524),過程便確定是否檢測到了同步信號(步驟536)。如果過程確定沒有檢測到同步信號,過程便返回步驟522。如果過程確定已經檢測到了同步信號(步驟536),過程便接收和分析輸入段的定界符中的幀控制字段(步驟538)。過程確定幀控制是否有效(以FCCS字段為基礎)(步驟540)。如果幀控制無效,過程執(zhí)行步驟534。如果幀控制有效,過程確定幀控制是否表明了一個幀開始(步驟542)。如果不是一個幀開始,過程便更新VCS和VPF,同時注意由幀控制所表明的優(yōu)先級(步驟544)并返回步驟522。如果幀控制表明了一個幀開始,也就是,幀控制處于開始定界符中(這樣便包括一個RX信道映射的索引,一個長度,是否期望應答,以及爭用控制標志),該過程便接收段主體和結束定界符(如果結束定界符包括在幀中)(步驟546)。過程確定DA是否有效(步驟548)。如果DA有效,過程便確定RX緩沖器是否可用(步驟550)。如果緩沖器空間可用,過程便通過檢查FEC錯誤標志并確定所計算的CRC是否等于FCS確定接收的段是否有錯(步驟552),如果有效并且需要進行應答,過程便準備并指導ACK應答的傳輸(利用狀態(tài)=ACK的PD_DATA.Rsp),同時存儲RES和信道特性(步驟554)。過程確定是否要接收附加的段作為進行了分段的幀的一部分(步驟556)。如果不用再接收更多的段,過程便指示成功的幀接收(向其他RX過程494,496和498,如圖26所示)(步驟558),并在步驟560中等到VCS的值等于0之后在步驟526繼續(xù)執(zhí)行CIFS中載波的檢測。
仍然參照圖27并回頭參照步驟552,如果段為無效并期望有應答,過程便準備并進行NACK應答的傳輸(也就是,具有狀態(tài)=NACK的PD Data.Rsp)(步驟562)。過程舍棄該幀(步驟564)并返回步驟560。如果在步驟550,沒有可用的緩沖器空間并且期望進行應答,過程便準備并進行FAIL應答的傳輸(具有狀態(tài)=FAIL的PD DATA.Rsp)(步驟566),并返回到在步驟564舍棄幀的步驟。如果,在步驟548,DA為無效,過程便確定該段是否被多點傳送尋址(步驟568)。如果段被多點傳送尋址,過程便確定緩沖器空間是否可用(步驟570)。如果緩沖器空間可用,過程便確定段是否有效(步驟572)。如果該段有效,過程便繼續(xù)執(zhí)行步驟556以檢查附加的輸入段。如果,在步驟568,段被確定為單點傳送尋址,或者過程確定該段為多點傳送但是在步驟570沒有充足的緩沖器空間可用,過程便繼續(xù)執(zhí)行步驟564(舍棄幀)。
再次參照圖26,重組過程494積累由PHY幀接收過程490所接收到的段,一直到整個幀都被組裝好。每個段包含了段控制字段106(圖7),該控制字段提供了段長度(SL)168,段計數(SC)172和最后段標志170。SL 168規(guī)定段中MSDU字節(jié)的數量,因為該段是被填充以匹配碼元塊尺寸,并被用于在接收機處確定和提取MSDU字節(jié)。SC 172包含一個用于第一個段的從0開始的按順序增加的整數。最后段標志對于最后一個段或在僅僅一個段時被設置為0b1。重組過程494使用該標志和每個段中的其他信息重組MSDU。接收機通過以段數順序合并各段來重組MSDU,一直到接收到最后段標志被設置為1的段。所有的段在進行解密以提取MSDU之前被重組。
過程494通過接收RES并確定SC是否等于0而開始。如果SC=0并且設置了最后段標志,RES為MSDU中唯一的段,過程把RES作為接收到的加密幀(REF)提供給解密過程496。如果SC不等于0,過程使用段控制信息按順序累積所有的段,一直到它發(fā)現最后段標志被設置,并根據所累積的段重組MSDU(或REF)。然后把REF傳遞給解密過程496。
解密過程496從REF產生明文。解密過程496從重組器494接收到加密并重組的幀,然后取出由在加密控制字段112的EKS字段192中的EKS標識的NEK(圖8)。如果REF中的IV為0,REF便被確定為未加密(實際上為一個接收明文或RCF)并且把RCF傳遞給RXMAC幀處理過程498。如果IV不等于0,過程496利用帶有IV和NEK的DES算法對幀進行解密。過程496確定REF中是否有錯誤并執(zhí)行該任務而不管REF實際上是加密的還是未加密的。如果用于REF的解密過程沒有檢測到錯誤(也就是,REF中的ICV等于解密過程所計算的值),過程496把REF重新定義為一個RCF并把該RCF提供給RX MAX幀處理過程498。
RX MAC幀處理過程498分析和處理明文幀主體。它根據首先出現的類型字段中規(guī)定的類型值確定幀主體的類型。如果幀沒有包括MAC管理信息字段182,那么類型就是類型字段184所規(guī)定的類型,表明要跟隨的幀數據是幀數據字段186中的MSDU數據(圖8),把類型字段184,幀數據186以及DA字段108和SA字段110(圖3)提供給LLC層用于進一步處理。否則,回頭參照圖9,類型在MAC管理信息字段182的類型字段200中規(guī)定。如果MCTRL字段206中表明的項目的數量比0大,過程498便根據MAC管理信息字段182的各個項目類型(如MEHDR字段206中的MTYPE字段218中所表示的那樣)處理MAC管理信息字段182中的每個項目204。例如,如果MTYPE字段218把項目標識為具有應答項目210H(圖17)的多點傳送的話,過程便確定站地址338是否與項目210H中規(guī)定的任何多點傳送目的地址272相匹配。參照圖12B,如果項目為信道估計應答210B,過程498把RXCMI 230與SA(在幀首部中規(guī)定)相關聯(lián)作為DA,并把來自項目的信道映射信息(并由RXCMI 230進行索引)存儲在TX信道映射346(圖26)中,以在向幀的發(fā)送方傳輸時使用。如果項目為請求信道估計項目210A(圖12A),該過程會使得準備一個信道估計應答(如前所述,通過信道估計過程)并把它發(fā)送回幀的發(fā)送方。如果,參照圖16,過程498確定項目類型為設置網絡加密密鑰項目210G(圖16),過程498把與NEK 268相關聯(lián)的EKS 266存儲在加密密鑰存儲器344中以在用于該密鑰所被分配的邏輯網絡的加密/解密幀數據中使用。因此,RX處理器的過程498可以采取適合于數據項目204類型的任何措施。
在發(fā)送/接收過程的另一個可供選擇的描述中,圖28是一個狀態(tài)圖,描述了MAC狀態(tài)機310作為單個發(fā)送/接收狀態(tài)機575的發(fā)送和接收過程(分別為過程336和490)。參照圖28,狀態(tài)機575以一個空閑狀態(tài)開始,搜索一個同步信號(狀態(tài)“A”)。如果檢測到了同步信號,狀態(tài)機便轉變?yōu)榻邮諑刂菩畔?狀態(tài)“B”)。如果所接收到的幀控制指示為一個SOF,狀態(tài)機便接收跟隨SOF的段主體和EOF(狀態(tài)“C”)。如果接收到一個有效的DA并期望有應答,狀態(tài)機便發(fā)送一個應答(狀態(tài)“D”)。如果發(fā)送了一個應答(在狀態(tài)“D”期間),或者如果在狀態(tài)“B”接收到的幀控制是一個應答或一個不期望應答的EOF,或者在狀態(tài)“C”不期望應答,狀態(tài)機便轉換為一種在CSS中檢測載波的狀態(tài)(狀態(tài)“E”)。如果沒有檢測到載波,狀態(tài)機便進入一種檢測PRS信令的狀態(tài)(狀態(tài)“F”)。一旦檢測到PRS時隙的結束,狀態(tài)機便設置VCS=EIFS,VPF=0,并轉換為一種在爭用窗口中搜索同步信號的狀態(tài)(狀態(tài)“G”)。如果VCS超時并且VPF=0,狀態(tài)機便返回狀態(tài)“A”。如果幀在狀態(tài)“A”或狀態(tài)“G”期間未決(并且后退計數器在狀態(tài)“G”期間的值為0),狀態(tài)機便發(fā)送該未決段(狀態(tài)“H”)。如果在狀態(tài)“G”期間檢測到同步信號,狀態(tài)機便再次接收幀控制信息(狀態(tài)“B”)。如果在接收幀控制狀態(tài)“B”的同時,狀態(tài)機確定幀控制無效,狀態(tài)機便設置VCS=EIFS和VPF=0,然后進入等待(VCS=0)和搜索同步信號的狀態(tài)(狀態(tài)“I”)。如果在接收幀控制狀態(tài)“B”的同時,狀態(tài)機確定接收到了EOF并期待應答,或在狀態(tài)“C”確定DA無效并期待應答,狀態(tài)機便更新VCS并設置VPF=1并進入狀態(tài)“I”。如果在狀態(tài)“I”檢測到同步信號,狀態(tài)機便接收幀控制信息(狀態(tài)“B”)。如果在狀態(tài)“I”期間,VCS超時并且VPF為0,狀態(tài)機返回空閑狀態(tài)(狀態(tài)“A”)。否則,如果VCS=0并且VPF=1,狀態(tài)機便進入狀態(tài)“E”。如果在狀態(tài)“E”期間檢測到載波,狀態(tài)機便設置VCS=EIFS和VPF=0,然后轉換為狀態(tài)“I”。暫時回到狀態(tài)“H”,如果發(fā)送一個段而不期望進行應答,狀態(tài)機便進入狀態(tài)“E”。如果在狀態(tài)H期間,發(fā)送一個段并期望進行應答,狀態(tài)機便更新VCS并設置VPF=1,然后進入狀態(tài)“I”。
如前所示,利用MAC管理信息字段182(圖9)結合其他的幀字段可以使大量的MAC功能可用。這些特征包括,但并不局限于以加密為基礎的邏輯網絡,用于多點傳送和廣播傳輸的部分ARQ;橋接(帶有橋接代理);象令牌傳遞和輪詢這樣的介質訪問控制技術。
回頭參照圖1,網絡10中的站12為了保密性可以進行邏輯隔離。例如,參照圖29,站12a和站12b位于第一住所內,并且可以在共享的傳輸介質14上與位于第二住所內的站12c和12d進行通信,可以把它們邏輯隔離為邏輯網絡,也就是,站12a和12b屬于第一個邏輯網絡580,站12c和12d屬于第二個邏輯網絡582。這種把物理網絡中的站邏輯隔離為邏輯網絡的情況發(fā)生在MAC單元18中,這使得物理網絡上的站組運行起來好象每個組都有一個唯一的獨立的網絡。保密性由56比特數據加密標準(DES)加密和已驗證的密鑰管理來提供。
一個給定邏輯網絡中的所有站共享一個網絡密鑰作為其公共密鑰。該網絡密鑰是分配給邏輯網絡的密鑰。除了網絡密鑰,每個站還有一個唯一的缺省密鑰,一般由生產商預先編程。站的用戶從一個密碼(也由生產商提供)來產生該缺省密鑰。用缺省密鑰來允許該站與作為邏輯網絡成員的一個或多個其他站之間的安全通信,以使得該站可以安全接收到那些邏輯網絡的網絡密鑰。從密碼生成缺省密鑰的典型方法為PBKDF1操作,PKCS#5v2.0標準,以密碼為基礎的加密技術標準對此進行了描述,使用MD4作為基礎的散列算法。因此,每個站通過使用其由密碼導出的缺省密鑰而第一次進入邏輯網絡。
參照圖30和31,把一個新站例如站12e加入到一個邏輯網絡例如第一邏輯網絡580的過程如下。已經是該邏輯網絡成員的站,或“主”站(例如圖29中的站12b)接收該新站的缺省密鑰(步驟590)。典型地,新站的缺省密鑰是手動輸入到主站中的。主站建立一個幀,該幀包括一個設置網絡加密密鑰MAC管理項目(來自圖16的項目210G)(步驟592),它用于識別一個56比特的DES網絡加密密鑰或NEK(在NEK字段268中);一個相關的用于邏輯網絡的8比特加密密鑰選擇(在EKS字段266中)。主站利用接收到的缺省密鑰對該幀進行加密(步驟594)并把加密的幀發(fā)送到新站以由新站利用缺省密鑰進行解密(步驟596),并從解密的幀取出網絡密鑰和相關選擇。
主站可以使用前面所描述的信道估計功能和信道估計MAC管理項目(圖12A和12B)使得網絡加密密鑰向新站的傳遞更加安全。主站可以向新站發(fā)出信道估計請求,以使新站執(zhí)行信道估計過程并返回一個帶有從該信道估計過程獲得的新信道映射的信道估計應答。一收到該應答,主站便利用該應答中規(guī)定的信道映射向新站發(fā)出加密的幀(包含NEK)。
參照圖31,邏輯網絡580中的站,也就是站12a,12b和12e,每個都在各個加密密鑰存儲器344中分別存儲其唯一的缺省密鑰600a,600b,600e(只用于重新密鑰操作),以及相同的網絡加密密鑰(NEK)602和邏輯網絡580中所有其他事務處理使用的相關的加密密鑰選擇(EKS)604。
把加密密鑰選擇604的值放置在網絡加密密鑰602所適用的邏輯網絡的成員之間的所有傳輸中的幀的EKS字段192中(圖中用箭頭1,2和3表示),網絡加密密鑰602被用于對那些成員的所有幀進行加密/解密。
因此,確保保密性的邏輯聯(lián)網是通過加密技術來提供的。每個邏輯網絡有其自己的缺省和網絡密鑰,以把邏輯網絡之間的信息隔離開來。因為這種機制使用每個站中所包含的加密能力,因此每個站都能夠加入任意數量的邏輯網絡,這僅僅受每個邏輯網絡的缺省和網絡密鑰所要求的存儲空間以及每個邏輯網絡的成員站組的成員的映射的限制。例如,站12a還可以是第二邏輯網絡582的成員站,或站12d除了屬于第二邏輯網絡582外,還可以是第三邏輯網絡(未顯示)的成員。因此,一個站實際上可以存儲不止一個加密密鑰選擇和網絡加密密鑰對,也就是,每個對用于它所屬的一個邏輯網絡。
部分ARQ方案使得多點傳送組的一個成員可以作為該組的其他成員的代理確認一次傳輸(發(fā)送給該多點傳送組)。部分ARQ并不保證向一個多點傳送組發(fā)送,但是卻可以指示該消息已被至少一個多點傳送組成員所接收到。MAC層的應答在它們所應答的幀之后立即發(fā)生而不需要把該信道讓給新的傳輸。
選擇能夠返回更新的信道映射(在信道估計過程期間的信道估計應答中)的站之一作為多點傳送代理。這種選擇是隨意的,但是最好以信道映射信息(包含在應答的信道映射中)為基礎,這種信息使得發(fā)送站能夠識別多點傳送中的最弱路徑。通過識別一個最不可能接收傳輸的站并選擇該站作為代理,就可以使部分ARQ機制更加可靠。在一個有代表性的選擇機制中,可以通過確定哪個應答站的信道映射支持最低的數據速率,也就是表明最差情況的信道特性,來選擇該代理??梢砸远喾N方法進行這種選擇,例如通過比較實際數據傳輸速率來確定最低數據速率或者作為另一種選擇,通過確定哪個信道映射表示了一個塊中的最少數量的字節(jié)(也表明了最低的數據傳輸速率)。
發(fā)射機通過把DA字段設置為所選擇的代理站地址而準備多點傳送幀。它存儲了一個多點傳送地址并且還設置SC 106(圖7)中的MCF164,多點傳送地址代表了要接收多點傳送幀的多點傳送地址組,或者作為另一種選擇,代表上面參照圖17描述的帶有應答MAC管理項目210H的多點傳送中的多點傳送組中的單獨地址。發(fā)射機還把幀的初始和結束定界符中的DT字段設置為一個表明請求應答的值。
DA字段所規(guī)定的代理站在接收到一個帶有需要應答的DT的幀時會提供一個代表多點傳送組的合適的應答類型。如上所述,應答的傳輸是在RIFS時段后開始的,而不需考慮介質的繁忙狀態(tài)。
盡管上面把部分ARQ機制描述為使用多點傳送幀的預期接收者作為所選擇的代理,但是它不需要如此限制。代理站可以是與如多點傳送幀的預期接收者一樣的介質相連的任何設備,例如與介質相連的任何站或橋接器。
如前所述,當子網絡需要與橋接器所能達到的站進行通信時,MAC協(xié)議支持子網絡(如電力線網絡10,圖1)使用的橋接機制。這種橋接機制使得每個與子網絡相連的橋接器可以用作目的地址的代理,這些目的地址是通過橋接器來訪問的。
參照圖32,網絡620包括第一和第二子網絡622,624,它們是以可靠的介質(具有很低比特錯誤率的介質)為基礎,因此稱之為“可靠”子網絡,網絡620還包括第三子網絡626,它是以有干擾的介質(具有相對較高比特錯誤率的介質)為基礎的,因此這里稱之為“不可靠”子網絡??煽拷橘|的例子包括傳統(tǒng)的以太網和光纖布線技術。有干擾的介質的例子包括電力線和無線介質,如RF。網絡620進一步包括用于連接子網絡622,624和626的橋接器628(B1)和630(B2)。第一可靠子網絡622包括站632a(R1)和632b(R2),它們與第一可靠介質634相連。第二可靠子網絡624包括站636a(R3)和636b(R4),它們與第二可靠介質638相連,這種介質可以與或者也可以不與介質634的類型相同。不可靠子網絡626包括站640a(U1)和640b(U2),它們與有干擾或不可靠介質如電力線642連接。橋接器628(B1)與第一可靠介質634(在端口A)和不可靠介質642(在端口B)相連。橋接器630(B2)與不可靠介質642(端口A)和第二可靠介質638(端口B)相連。每個橋接器628,630都支持橋接功能,這種功能包括但不局限于一種分別顯示為學習橋接過程644和646的學習橋接單元。每個站和橋接器都包括至少一個MAC設備。站632a,632b,橋接器628,站636a,636b和橋接器630包括一個適當類型的常規(guī)MAC設備,分別為MAC設備648a,648b,648c,650a,650b和650c,用于支持它們所連接的可靠介質。為了支持不可靠介質上的操作,特別是源可知(source-aware)橋接代理功能(下面將進行描述),橋接器628,630和站640a,640b分別包括源可知MAC設備652a,652b,652c,652d。源可知MAC 652,也就是那些參與源可知橋接的MAC,需要了解通過橋接器(在此情況下,為橋接器628,或630)到達一個特定的目的地址。
每個這樣的源可知MAC都有允許橋接器(或起到橋接器作用的設備)用作目的地代理的能力。通過擔當一個目的地址的代理,橋接器接受了把分組發(fā)送到目的地的責任并直接作為單獨地址(當必要時)參與ARQ方案。
使站U1,U2(以及橋接器B1和B2)意識到通過相同的信道估計過程使用橋接器代理的需要,該信道估計過程是所有獲取信道映射索引的站所需要的。如果從橋接器628,630中的任何一個接收到的信道估計應答MAC管理項目210B(圖12B)設置了橋接器代理比特236,接收設備理解該橋接器已被使能并正在向另一個子網絡上的一個或多個地址轉發(fā)。接收設備把SA字段所識別的該橋接器的源地址與CMI(連同VT,RATE和MOD字段一起)相關聯(lián),就象它將對網絡上的任何其他站一樣。接收機還把這種相同的信息與信道估計應答MAC管理項目210B中的每個橋接的目的地址(BDA)246相關聯(lián)。BP標志236表明BDA 246是通過橋接器的源地址訪問的。以此方式,每個站能夠以可稱之為BPDAlist的第一列表的形式來構建第一數據結構,這種BPDAlist把每個橋接器的SA映射到一個或更多個BDA。每個橋接器構建并保持一個第二數據結構或列表,這種列表是它自己的對于每個DA(它作為代理的)的一個列表(“我是代表”列表或IAP列表)。
后續(xù)的通過橋接器代理向BPDAlist中的DA的傳輸一旦建立,就通過發(fā)送一個具有替代橋接器地址類型的MAC管理信息字段項目的幀來完成。把尋址到橋接器代理運行的目的地址的MSDU與設置的幀首部目的地址108(圖3)一起發(fā)送給橋接器地址。幀首部源地址110(圖3)是發(fā)送站的地址。替代橋接器地址MAC管理信息項目包括原始目的地址(ODA)和原始源地址(OSA),因此便允許橋接器重建用于傳輸的原始MSDU。
配置狀態(tài)的網絡620在圖33中顯示為配置網絡620’。在配置狀態(tài),學習橋接器過程644,646對于所有的站都分別保持每個端口學習的地址列表660,662。因此,B1保持站/端口列表660以包括對于端口A,有站R1和R2,對于端口B,有站U1,U2,R3和R4。橋接器B2保持站/端口列表662以包括對于端口A,有站U1,U2,R1和R2,對于端口B,有站R3和R4。橋接器源可知MAC 652a和652b分別保持IAPlist 664a和664b,它們包括那些橋接器用作代理的地址。IAPlist 664a包括R1和R2的地址,IAPlist 664B包括R3和R4的地址。IAPlist地址由LLC(在本地管理項目內)傳遞給源可知MAC或被學習(通過學習橋接器過程,該過程把地址提供給源可知MAC,或當MAC從LLC接收到一個具有不是其自己SA的幀時)。源可知MAC函數IAP(SA)把這些地址加入到IAPlist中。
另外,站640a和640b每個都在各自橋接器代理DA列表(BPDAlist)666中保持學習的或接收到的BPDA信息。因為兩個橋接器連接在子網絡626上,那些橋接器(橋接器628和630)中的每個都必須也保持一個用于通過其他橋接器可以到達的目的地址的橋接器代理列表。因此,橋接器628和630分別保持BPDAlist 668a和668b。它們通過MAC管理項目中的信道接收這個列表一也就是來自橋接器或來自主機(本地MAC管理項目)的信道估計應答MAC管理項目。此列表可以是一個包含了目的地址(DA)和與DA相關的橋接器代理的DA(BPDA)的地址對的列表,或者作為另一種選擇,是一個與每個BPDA相關的DA列表。BPDAlist可以在從特定的SA接收到橋接的幀時學習,此處SA與OSA不匹配。它們由ReeordBPDA(OSA,SA)功能存儲,該功能還把OSA,SA地址對分別作為DA和BPDA存儲在BPDAlist中。在存儲并為站提供BPDAlist時利用本地MAC管理獲取/設置原語來支持LLC(以及上層)。
參照圖34,該圖顯示了源可知橋接網絡(網絡620)700中用于自配置設備(例如U1,U2,B1或B2)的源可知MAC TX過程。過程700開始于設備中的源可知MAC 652從LLC接收一個幀(步驟702)。該幀可用于向目的設備進行傳輸或者作為用于MAC自身的一個管理幀。過程確定幀所識別的SA是否與MAC自身的SA(MyAddr)相匹配(步驟704)。如果有一個SA匹配,過程便確定幀所識別的DA是否與MAC自身的DA(MyAddr)相匹配(步驟706)。如果也有一個DA匹配,幀便被傳輸給MAC自己而不再用于在介質上傳輸。過程確定MAC管理項目在該幀中是否存在(步驟708)。如果幀包括了一個包含有用于本地使用的信息的MAC管理項目,過程便會調用RecordIAP以存儲一個IAP列表,前提是如果這樣的列表在項目中存在的話(步驟708)。如果幀不包括MAC管理項目(如步驟708所確定的那樣),過程便會舍棄該幀(步驟712)并返回到空閑狀態(tài)(步驟714)。
如果在步驟706,經確定發(fā)現該幀中的DA不等于MAC本地地址(對于要發(fā)送的幀而言通常是這種情況),過程便會確定是否已經知道DA進行了橋接(步驟716),也就是,與來自前一個RecordBPDA功能的站的BPDAlist中的橋接器(通過它進行訪問)相關聯(lián)(如上所述,并且參照圖36進行了更詳細的描述)。如果已知DA進行了橋接,過程便通過把幀的DA替換為該幀的DA字段中的相關橋接器的DA并且把幀的ODA和OSA字段中的原始DA和SA分別置入替代橋接器地址MAC管理項目210F(來自圖15)來執(zhí)行SubstituteBPDA功能(步驟718)。過程把該幀引導進入準備幀傳輸的過程(步驟720)。
如果在步驟716不知道DA進行了橋接,而且實際上在步驟722已知DA不進行橋接,過程便引導該幀進行傳輸準備(步驟720)而不進行橋接器地址處理。如果不知道DA(在步驟722),便執(zhí)行SubstituteBPDA功能,把DA設置為廣播地址(步驟724),然后過程進行到步驟720。
回頭參照步驟704,如果幀的SA不等于站的地址(MyAddr),執(zhí)行過程的設備為一個橋接器,并且處理如下繼續(xù)進行。過程確定是否已知DA被橋接(通過先前的RecordBPDA功能,信道映射應答,或本地管理“設置”原語)(步驟726)。如果已知DA被橋接,過程便執(zhí)行SubstituteBPDA功能,執(zhí)行IAP(SA)功能(如前所述),并在步驟720準備把該幀進行傳輸之前用MyAddr替代SA。否則,如果已知DA不進行橋接(即,存在用于DA或其他指示的信道映射)(步驟730),過程執(zhí)行SubstituteBPDA功能而不改變DA,執(zhí)行IAP(SA)功能,并在步驟720準備把該幀進行傳輸之前用MyAddr替代SA(步驟732)。
如果不知道DA(從步驟730的確定),過程執(zhí)行SubstituteBPDA功能,把DA設置為廣播地址并執(zhí)行IAP(SA)功能,同時在步驟720準備把該幀進行傳輸之前用MyAddr替代SA(步驟734)。
參照圖35,圖中顯示了傳輸幀的準備過程720。最好,這個過程在圖34用于源可知橋接的自動配置后執(zhí)行。通過以此方式對處理過程進行排序,便可以保持通過使用部分ARQ的廣播和多點傳送分組的可靠性得以改善。首先,過程720確定DA是否為多點傳送地址(步驟740)。如果DA不是多點傳送地址,過程便確定是否存在用于DA的信道映射(步驟742)。如果存在用于DA的信道映射,過程便根據信道訪問程序引導該幀進行加密和發(fā)送(步驟744)。如果過程確定在步驟742并不存在用于DA的信道映射,過程便在步驟744進行加密和傳輸之前把信道估計請求MAC管理項目加入到幀中(步驟746)。如果在步驟740確定DA為多點傳送,過程便確定是否存在任何有效的信道映射(步驟748)。如果沒有有效的信道映射存在,就不能執(zhí)行部分ARQ過程,就在步驟744簡單地把幀進行加密和發(fā)送。如果在步驟748存在有效的信道映射,便由SubstituteMWR功能執(zhí)行部分ARQ過程。SubstituteMWR功能把DA復制到帶有應答管理項目的多點傳送,用存在有效信道映射的DA替換該DA,然后設置多點傳送標志(步驟750)。
參照圖36,圖中顯示了一個用于自我配置的在接收時的源可知橋接(也就是,在由MAC單元從介質接收幀時)的源可知MAC RX過程。處理過程以與上面參照圖34-35所描述的傳輸處理相反的順序進行。也就是,部分ARQ處理后緊隨著橋接器代理數據處理。過程760從介質762接收幀。過程確定多點傳送標志是否設置為1或DA是否為多點傳送地址,也就是地址MSB=1(步驟764)。如果過程確定既沒有設置MCF,也沒有多點傳送DA,過程便確定DA是否等于MyAddr(步驟766)。如果在步驟766 DA不等于MyAddr,便舍棄該幀(步驟768),過程返回空閑狀態(tài)(步驟770)。否則,也就是,如果設置了MCF或者地址為多點傳送地址,或者DA等于MyAddr,過程便把幀進行重組(如果合適)和解密以提取可能存在的任何MAC管理項目(步驟772)。如果信道估計請求MAC管理項目存在于幀中,過程760便通過準備信道估計應答來處理該請求,上述信道估計應答包括從橋接器的IAP列表所提取的BPDAlist,如果這樣的列表存在的話(步驟774)。過程確定MWR管理項目是否存在于幀中(步驟776)。如果存在的話,DA便被項目中所包含的DA所替代并除去管理首部(步驟778)。如果MWR項目不存在,過程確定替代橋接器地址項目是否存在于幀中(步驟780)。如果過程確定了幀中RBA項目的存在,它便執(zhí)行RecordBPDA(OSA,SA)功能以把這對地址加入到站的BPDAlist(如果OSA和SA不同的話),并且把DA和SA從ODA和OSA中恢復(步驟782)。一旦過程從幀中除去任意管理項目并把該幀傳輸給LLC以向主機發(fā)送(步驟784),它便返回空閑狀態(tài)(步驟770)。
如圖32所示,橋接器B2和B2包括一個學習橋接器過程,它與連接在不可靠網絡的端口上的源可知MAC相連。學習橋接器過程為“IAP可知”,因此能夠把這轉送地址的列表傳送給不可靠MAC的IAP功能以在IAP列表中進行存儲。
盡管橋接器B1,B2使用帶有IAP可知性的學習橋接器功能,但是也考慮了其他的實施例。例如,橋接器B1和B2可以利用一個標準的商用橋接器芯片(一般地每個端口都有內置的以太網MAC 648)和一個與至少一個端口相連的外部源可知MAC 532實現,以便在至少一個端口上的源可知橋接的使用能夠避開學習橋接器過程。在這樣的實現中,盡管橋接器不是IAP可知,并因此不會配備來向源可知MAC傳遞IAP列表信息,源可知MAC支持其他可以用于產生并保持IAP列表的機制,例如如上面所討論的MAC管理項目或其他源可知MAC學習機制。
再次參照圖32-33,盡管設備628和630被顯示并描述為獨立橋接器,但是它們可以作為站(帶有或與主機相連)來實現。如果作為站來實現,橋接器設備628可被看作子網絡622和626兩者之上的站。類似地,如果橋接器設備630要作為站來實現,它就被認為是子網絡626和624兩者之上的站。與橋接機制相關的控制結構和操作將會進行合適的修改。例如,可以把站/端口列表660擴展以包括對于端口B,設備630(B2),站/端口列表662可以類似地修改以包括對于端口A,設備628(B1)。
如前所述,無爭用訪問機制的使用可使得單個站可以控制對介質的訪問。另外,無爭用訪問機制使得一個站用作網絡控制器。參照圖37,一個多節(jié)點網絡700能夠支持用于保證通信質量以及面向爭用訪問的周期性無爭用間隔(會話)。網絡700包括被指定為主站702的一個站和與共享物理介質706相連的站704a和704b(分別顯示為第一和第二從站)。一般地,主站702的選擇是由網絡管理員(未顯示)作出的,或者是設備或產品的特定設置。站702,704a和704b分別包括主機708a,708b,708c,MAC層710a,710b,710c,PHY層712a,712b,712c。每個主機708與MAC層710相連,而710又與PHY層712相連。最好,MAC層710以同樣的方式操作,因此包括MAC單元(圖1)的功能。類似地,PHY層712最好至少包括PHY單元22(也為圖1)的功能,介質706為電力線。但是,也可以使用其他類型的介質。主機708用于代表至少一個或更多個運行在MAC子層710上的聯(lián)網軟件組件。
利用無爭用會話之前的通?;跔幱玫脑L問通過主機和從機(也就是,主機708a和主機708b,708a與708c,如果兩個從機都是會話的成員)之間連接控制消息714的交換來建立和維持主站702與任何一個或更多個希望加入無爭用間隔會話的從站704a,704b之間的連接。利用相同的機制,也就是利用連接控制消息714,該消息在用于這些目的會話期間在無爭用間隔之外發(fā)送,把站加入和或從會話中去除。主機708通過向站的MAC 710發(fā)送設置連接和使用連接消息716而傳達連接(一旦建立或如后面進行修改)的細節(jié)。
主/從通信所涉及的連接控制消息14包括下面這些原語MASTER_SLAVE_CONNECTION.Request(Req)/Confirm(Conf);SLAVE_MASTER_CONNECTION.Req/Conf;MASTER_SLAVE_RECONFIGURE.Req/Conf;和SLAVE_MASTER_RECONFIGURE.Req/Conf。這些原語中每一個都包括下列參數時段;幀長度;最小幀時間;最大幀時間;開始時間;連接持續(xù)時間;連接號;最后的無爭用幀(CFF)。時段定義的時間從一個爭用間隔的開始到下一個無爭用間隔的開始。幀長度定義(以字節(jié)數)在每個間隔中要發(fā)送的幀的平均長度。最小幀時間和最大幀時間分別定義一個幀(加上相關應答)的最小和最大持續(xù)時間。開始時間規(guī)定大概的第一次加入(或開始)無爭用間隔的時間。連接持續(xù)時間規(guī)定連接所持續(xù)的時間(以秒)。0值表示該連接被取消了,最大值表示該連接在取消之前運行良好。連接號是分配給特定的站到站(也就是主到從)連接號。最后CFF表明從站(接收此參數)要在下一個無爭用間隔中發(fā)送最后的幀并且把該幀中的CC字段設置為0值(并因此而向網絡中的所有站發(fā)送那個特定無爭用間隔的結束的信號)。主站控制連接控制消息參數的設置,這樣作出請求的(.req消息)從站便向主站發(fā)送所請求的值。從站的確認應答僅僅是確認主站所返回的值,如果這些值為可接受的話。
下面是主站與從站之間的一個示例性連接控制消息交換。啟動電話呼叫的手機站(從站)向請求電話建立(連接請求)的基站(主站)發(fā)送消息。主機用一個消息應答,以表明了定時和其他一些要建立和維持連接所需的信息。
除了所討論的連接控制消息參數,任何與用于新連接的信道映射相關的請求或應答都在第一個無爭用間隔(其中該連接要加入)開始前利用基于爭用的訪問被發(fā)送出。所有其他的與該連接的維護或變化相關的消息也在無爭用間隔之外交換。
仍然參照圖37,主站700可以把主控制傳遞給另一個站(“新”主站),例如一個用作從站(象站704)的站或一個沒有用作從站的站(未顯示)。應當理解,網絡700可以劃分為邏輯網絡,每個邏輯網絡具有指定的主站,例如主站700被指定為一個邏輯網絡中的第一主站(并用作主站),站704b被指定為另一個邏輯網絡中的第二主站,以上都是為了把主站/會話控制從主站700傳遞給另一個(新)主站704b。為此目的,連接控制消息714還包括把主站和會話控制信息從主站傳遞給新主站所用的消息。這些消息的形式為MASTER_MASTER_CONTROL_TRANSFER.Request和MASTER_MASTER CONTROL TRANSFER.Confirm消息,用于傳遞下面這些參數時段;幀長度;最小幀時間;最大幀時間;開始時間;會話持續(xù)時間;連接號;請求的間隔長度。時段定義的時間從一個無爭用間隔的開始到下一個無爭用間隔。會話持續(xù)時間定義以秒計算的會話長度(用于正進行會話控制的主站)。請求的間隔長度規(guī)定所請求的無爭用間隔的總長度(以毫秒)。連接號是分配給主站到新主站連接的唯一號。邏輯網絡的各個指定的主站702,704b因此便能夠互相前后傳遞控制權,以在邏輯網絡的會話之間進行順利的轉換。
參照圖38,圖中顯示了無爭用間隔722的一個示例性無爭用會話720。無爭用間隔722在固定的時間間隔724周期性地產生(被規(guī)定為連接控制消息714中的時段)。最好,無爭用間隔限制在總的時段或周期的某個部分,例如50%,以便其他站也有機會在通常的面向爭用的間隔725(在圖中顯示為陰影,因為間隔725不是會話720的一部分)中爭用介質。會話間隔726是會話720的持續(xù)時間。它可以是一個固定的持續(xù)時間(已顯示)或者持續(xù)會話所需要的時間。一般地,會話是由主站在意識到需要會話(例如,當接收到第一個連接請求時)時建立。其他一些連接可以被增加到已經建立的會話或者也可以把參加會話的連接從該會話中除去(在那些連接已被終止時)。在圖38所示的例子中,假定主站幾乎是在相同的時間意識到來自從站704a,704b的請求,因此,會話720是在那些連接建立時建立起來的。
仍然參照圖38,每個無爭用間隔722被劃分為幀時隙727,每個幀時隙727或者被分配給下行業(yè)務(來自主站),也就是,時隙727a,727b,或者被分配給上行業(yè)務(來自從站),也就是時隙727c,727d。在所示的結構中,主站在下行業(yè)務時隙中發(fā)送它自己的一個幀(例如,在時隙727a中發(fā)送一個幀),該時隙之后緊隨著一個分配給參加無爭用間隔722的從站的上行業(yè)務時隙(再一次使用所描述的例子,時隙727c,由從站1使用)。為了啟動用于每個成員從站1和2的無爭用訪問,無爭用訪問以這樣的方式開始主站排隊等待一個用于立即發(fā)送的幀并向從站704a發(fā)送第一下行幀727a,該幀的CAP=3,CC=1。一旦從站704a接收到下行幀727a并且從站704a確定該下行業(yè)務的傳輸已經結束,從站704a便發(fā)送一個上行幀727c(該幀已經由從站的主機排隊等待)。從站704a確定它應當在接收到最后一個(或唯一)段并且該段符合某些條件時發(fā)送一個排隊的幀,上面所述符合的條件為有一個SA與該主站相匹配,CAP=3,CC=1,并且CN與所分配的連接號相匹配。
仍然參照圖38,主機在從從站1接收到預期的幀之后或者在沒有接收到幀(也就是,下行或上行幀由于較差的信道條件而失敗)的一預定發(fā)送時間后繼續(xù)發(fā)送另外的無爭用幀。在所示的例子中,主站在第二個下行業(yè)務時隙727b中發(fā)送下行業(yè)務,這樣便使得從站704b要在第四時隙或第二上行業(yè)務時隙727d(當下行幀中的SA,CAP,CC和CN字段設置如此表示時)期間發(fā)送上行業(yè)務。因此,以此方式,主站的下行業(yè)務能影響輪詢機制。
無爭用間隔722可以通過設置最后的幀中的CC=0而終止。一個站從連接的設置和維護期間(在主機之間)交換的連接控制信息中的最后的CFF字段處可以了解到一個特定的幀為最后的幀。
因此,從圖38中可以看出無爭用間隔會話726可以由CSMA網絡(例如圖1中的網絡10)利用來在面向爭用間隔725期間得到的分布介質訪問控制(例如CSMA)和用于不同QoS級別的無爭用間隔722的中心介質訪問控制(象TDMA)之間交替。
設置每個站的MAC層以在合適的時間利用主機所交換的連接控制消息714和由主機提供給MAC層的設置連接MAC管理消息716(圖37)來發(fā)送幀。設置和使用連接消息716通過MAC管理信息項目發(fā)送給MAC。參照圖39A和圖39B,圖中分別顯示了設置連接MAC管理數據項目740和使用連接MAC管理數據項目742。參照圖39A,設置連接數據項目740包括連接號字段744,用于識別分配給特定連接的連接號;主站字段746,用于識別一個站是否用作用于由連接號字段744所識別的連接的主站或從站。如果被設置,主站字段746便表明該站用作主站。項目740進一步包括一個SA字段748和一個SA幀尺寸字段750。SA字段748提供站的地址,該站可以使排隊用于所識別連接的幀(其長度由SA幀尺寸字段750所規(guī)定)進行傳輸。當一個排隊的幀是要在一個給定的無爭用間隔期間發(fā)送的第一個幀時,SA幀尺寸字段750被設置為0,SA字段748被忽略。如果設置了主站字段746并且一個排隊的幀不是要在一個給定的無爭用間隔期間發(fā)送的第一個幀時,主站使用SA幀尺寸字段750(與所識別的SA的信道映射結合)所給出的長度來設置轉變定時器(Transit Timer)以測量先前的傳輸結束和排隊的幀的傳輸開始之間的時間間隔。當發(fā)送定時器期滿時,介質一變?yōu)榭臻e就發(fā)送排隊的幀。當上行幀傳輸失敗時(例如,被破壞或沒有發(fā)送),發(fā)送定時器的值會被用于繼續(xù)無爭用間隔。
最好發(fā)送定時器的值大概等于所期望的上行幀的持續(xù)時間,以便附加的抖動在無爭用間隔中不會被引入隨后的業(yè)務,并且還可以用幀的平均長度的知識從從站的最新信道映射中進行估計。應當注意必須定義EIFS比上行幀丟失時發(fā)生的最長間隙還要長,以便這些間隙不會導致其他站破壞無爭用間隔,特別是當站聽到利用CAP=3,CC=1的業(yè)務時。期望使用兩個不同的EIFS值,當檢測到CAP=3,CC=1的定界符時使用較長的EIFS(如前所定義),否則就使用較短的被優(yōu)化用于基于爭用的業(yè)務的EIFS。
仍然參照圖39A,項目740還包括一個TX幀尺寸字段752,一個最小幀時間754和一個最大幀時間756。TX幀尺寸字段752規(guī)定平均期望的幀尺寸(用字節(jié))并且還被用于產生所需要的合適長度的偽幀。通常當實際幀沒有及時到達MAC以進行傳輸(或者因為幀到達中的延誤或者是網絡抖動導致傳輸時間發(fā)生在適時到達的幀之前)時,就用偽幀替代實際要發(fā)送的幀。偽幀與通常發(fā)送的幀的長度大體相同并且還包括一種表明它是偽幀的標志(例如在MAC管理項目中)。最小幀時間754規(guī)定一個幀(以及任意相關的應答,如果期望的話)的最小持續(xù)時間。如果以當前信道映射為基礎的幀的尺寸不符合這種最小要求,就為該幀填補合適數量的比特以滿足這個最小值。最大幀時間756規(guī)定幀的最大持續(xù)時間。如果以當前信道映射為基礎的幀的尺寸使得該幀超出這種最大要求,就在傳輸之前把它截短(或者發(fā)送具有合適長度的偽幀)并向主機表示失敗。最小/最大幀時間的目的是控制抖動。利用這些定時要求和幀的平均尺寸的知識可以對信道映射進行計算或優(yōu)化。
設置連接MAC管理項目740中還包括控制字段758和幀使用期(FrameLife)字段760。控制字段758向站表明向另一個站傳遞主站控制(如果該站為主站)或者從另一個站傳遞主站控制(如果該站為從站)以用于由連接號所識別的連接。幀使用期字段760規(guī)定幀定時器的值(FrmTimer,前面已述)。當這個定時器期滿時,就舍棄排隊等待傳輸的幀。
參照圖39B,使用連接項目742包括一個連接號字段762,它規(guī)定用于相同連接的設置連接項目中與相似名稱的字段相同的連接號。主站把它與使用該連接在介質上發(fā)送的任何數據幀一起發(fā)送給MAC。當準備傳輸數據幀時,連接號被放置在段控制字段106(圖7)的連接號字段162中。
盡管圖38中沒有顯示,但是主站可以使用無爭用間隔(例如無爭用間隔722)在無爭用間隔722期間發(fā)送多個前后緊接的幀。要使用上行業(yè)務時隙來進行下行業(yè)務(為了獲得前后緊接的下行業(yè)務傳輸),主站要把下行幀中的段控制字段106(圖7)中的連接號字段162設置為某個連接號,而不是通常在接下去的時隙中轉變的分配給主站和從站之間主到從連接的連接號。換句話說,主站使用CN字段162來控制下行業(yè)務是否用于輪詢一個從站(并因此觸發(fā)下一個時隙中的上行幀)。另外,如果希望的話,主站會向從站發(fā)送一個偽幀以啟動單向唯一的上行業(yè)務。利用相同的機制,也就是設置SA為主站的SA,CAP=3,CC=1,并設置CN為合適的連接號,在一個無爭用間隔下行時隙(如前所述,當在該無爭用間隔開始之前兩個站已經就連接控制消息的交換中控制的傳遞達成協(xié)議時)中,主站可以把主站控制傳遞給另一個站。被傳遞了主站控制的站一旦正確地接收了這個幀,它就接受了作為主站的作用,其中SA匹配于主站的SA,CAP=3,CC=1,CN匹配于所分配的連接號??刂苽鬟f也可以在無爭用間隔之間動態(tài)進行。
如果站具有不同的網絡加密密鑰,主站之間的設置和控制傳遞通信就會在對設置和控制消息(幀)的加密禁止的情況下發(fā)生。當加密禁止時這些幀中就不再包括其他信息。
盡管,連接控制消息被描述為包括了開始時間,但是應意識到開始時間作為連接控制消息參數可被刪除。開始時間可以在以下假設基礎上暗示,假定主站和從站一旦在連接參數(通過用于連接設置的連接控制消息的交換)上達成協(xié)議便立刻開始第一個無爭用間隔,并且發(fā)送定時器和FrmTimer的使用會使得兩個站完全同步。
盡管連接控制消息在無爭用間隔之間交換(CC=0),但是需要以最高的優(yōu)先級(CAP=3)發(fā)送消息以便它們不會與其他站的數據業(yè)務發(fā)生競爭。
幀轉送(或中繼)會增加總體的網絡覆蓋率,可靠性和對于有干擾(無線或有線)網絡的通過量。因此,MAC單元18(圖1)的MAC協(xié)議通過中間站支持一種用于轉送幀的有效機制。幀轉送涉及到三個站12。在一次示例性的幀轉送活動的環(huán)境下,第一個站(例如12a)為源站“A”,第二個站(例如站12k)為目的站“B”,所選擇的第三個站(例如,站12b)是一個中間(或轉送)站“I”。在一次幀轉送的情況下,由于信道環(huán)境(例如高的衰減和/或噪音級別)的影響,站A與站B不能進行相互通信,但是站A可以與站I通信,而站I又可以與站B通信。在另一種可供選擇的速率自適應的幀轉送情況下,站A只能以較低的數據速率(例如,使用ROBO模式)與站B進行通信,通過中間站與B進行通信可以大大提高通過量。
在與站B進行通信之前,站A學習怎樣能最好地與站B進行通信。這個任務是通過學習過程來完成的,通過這種學習過程,站A向網絡中的每個站發(fā)送一個包括了連接信息請求項目210C的幀(來自圖13A)。這種請求從每個站12索取關于該站與站B進行通信的能力的信息。這種請求可以以單點傳送的方式發(fā)送給每個已知的站,或者以廣播幀傳輸的形式向所有能聽到站A的站發(fā)送。每個能意識到可以與站B進行通信的站會通過返回一個包括連接信息應答MAC管理項目210D(圖13B)的幀作出應答。項目210D中的字節(jié)字段249包括與站B(根據所存儲的或最近向站B請求和返回的信道映射)進行通信的每40個碼元塊的字節(jié)的數目。(作為另一種選擇,應答站會向站B返回最大長度幀的容量(字節(jié)))。因此,字節(jié)字段249表明了應答站與站B進行連接的數據速率。這種應答可以包括有關該連接的其他一些相關信息(例如,連接質量或可靠性的測量,和/或用于站A的更新的TX信道映射,如果包括連接信息請求的幀也包括信道估計請求項目210A(圖12A))。在接收到應答之后,能提供滿足連接質量或可靠性要求(基于站A與應答站和應答站與站B的連接的組合)的最高容量或通過量的應答站便被選作中間站I。
因為這些信道信息請求和應答不包括敏感信息(也就是,不能被其他站所串聽到的信息),因此,它們可以以明文進行發(fā)送,從而免除了交換網絡加密密鑰(如果該密鑰不是已經可用的)的需要或減少了處理時間。
最好,當站B向站I發(fā)送改變了字節(jié)值(也就是每40個碼元塊的字節(jié))的新的信道映射時,站A接收到用于I到B的連接的信道信息的更新。站A可以管理對這種更新的接收,或者作為選擇,可以給予站I用新連接信息應答更新站A的責任。如果站I意識到它正在觀察幀轉送業(yè)務的基礎上把業(yè)務從站A向站B進行轉送,它就能夠處理這項任務。
參照圖40,站A根據轉送幀結構利用確認服務通過站I向站B發(fā)送幀,在兩個幀800之后期望有應答。轉送幀結構800包括第一個幀802,第一個應答(RESPONSE1)804,第二個幀806,第二個應答(RESPONSE2)808,第三個應答(RESPONSE3)810。第一個幀802和第二個幀806都分別包括一個SOF定界符,一個第一SOF定界符(SOF1)812和一個第二SOF定界符(SOF2)814。幀802,806還分別包括一個幀有效負載(F1,F2)816,818。幀802,806進一步分別又包括一個EOF定界符,一個第一EOF定界符(EOF1)820和一個第二EOF定界符(EOF2)822。應當理解SOF定界符,EOF定界符,有效負載和應答都有為SOF定界符92(圖3和5A),EOF定界符94(圖3和5B),應答120(圖4和6)定義的相同結構。
至于第一個幀802,站A根據最大幀容量中較小的來選擇最大的段尺寸以保證該幀能與用于幀中繼的兩個幀(幀802和幀806)的單個段相匹配,上述的最大幀容量是以站I的應答所表明的字節(jié)容量和站I的信道映射為基礎的。在幀的首部/主體816中,SA被設置為站A的地址,DA被設置為站B的地址,段控制字段106中的FW 161被設置為0b10或0b11(表明中間站地址字段IA 823的存在,還表明幀被發(fā)送給一個中間站,當FW的MSB為1時FW的LSB表明CC的預計/原始值),地址字段IA 823被設置為站I的地址。SOF1定界符812和EOF1定界符820中的DT被設置為一個表明期望的應答的值,設置CC以表明無爭用狀態(tài)。EOF1定界符820中CAP的值被設置為分配給幀的信道訪問優(yōu)先級(或優(yōu)先級“P”)。EOF1定界符中的RWRE字段145被設置為0。當站I接收到幀802時,它檢測FW字段是被設置為0b10還是0b11(表明站I應當檢查IA而不是用于目的地址的DA)并把IA與其自己的地址進行匹配。如果SOF1表明期望一個應答(在此例中它確實如此),如果站I返回一個ACK,它利用EOF1中所包含的CC和CAP的值返回應答804。如果站I返回一個NACK或FAIL,它利用段控制中所包含的CC和CAP的值來表明一個失敗的轉送嘗試。如果要返回一個ACK,站I設置FW等于0b01(表明地址字段IA的存在,以及該幀正被發(fā)送到最后的站),重新計算FCS的值,表明是否期望在SOF2 814和EOF2 822中有應答,設置EOF2 822中的RWRE比特145以表明(為了有益于其他站的VCS)期望有雙重應答。SOF2 814和EOF2 822中的CC字段被設置為FW(CC=FW的LSB)中接收到的CC值而不是EOF1 820中接收到的值。EOF2 822中的CAP字段144被設置為段控制字段106中接收到的值。SOF2 814中的CMI字段142和FL字段140根據用于DA(站B)的TX信道映射來設置,然后利用CMI字段142中所表明的TX信道映射來發(fā)送幀。
站B從站I中接收第二個幀806,并根據FW(FW=0b01)的值識別幀806已經被轉送。因為SOF2 814表明期望一個應答,站B返回一個應答808表明另一個應答已被期望跟隨(RWR類型,DT=101)。應答808包括SOF2 814中接收到的CC值,CAP144的值,以及以幀806中接收到的FCS為基礎的RFCS 148。站I處理應答808并產生對站A的第三個應答810。應答810具有相同的類型(ACK,NACK,或FAIL,除了DT=0b100而不是0b101)并且使用來自站A的幀中所接收到的CC,CAP和FCS的值(如果應答為ACK)。
除了段控制中的FW字段和FCS,每個傳輸中的幀有效負載都是相同的。這便減小了MAC所要求的處理以準備把幀進行重新傳輸。
至于圖40,以及圖41,43至45,跟隨有“SOF1”,“SOF2”,“EOF1”,“EOF2”,“F1”,或“F2”的符號“=”被用作速記符號,意思是“被分配···中所接收的值”。上面所沒有涉及到的其他速記符和縮寫詞包括“LEN”指“長度”,“P”表示與幀相關的原始/預期的信道訪問優(yōu)先級值,“C”表示與幀相關的原始/預期的CC值。因此,例如“FL=Len F1”表示字段FL等于幀F1的長度,“CAP=EOF1”表示CAP被分配了一個EOF1中所接收到的值。
參照圖41,圖中顯示了用于不期望應答824(即廣播)的幀轉送的幀轉送結構。按此順序,設置兩個幀802和806中的SOF定界符和EOF定界符字段以表明不期望應答。也就是,SOF1 812,SOF2 814中的DT字段被設置一個000值,EOF1 820,EOF2 822中的DT字段被設置一個010值。所有其他的字段設置都與圖40中所示幀轉送結構中用于幀802,806的設置相同。
在繁重,較高優(yōu)先級業(yè)務過程中可能會發(fā)生經常性的中斷。為了防止幀轉送期間其他業(yè)務的妨礙,站A可以在幀802的EOF1 820中向站I表明CAP=3,然后站I便在其應答,應答804中使用CAP的值。站A對介質的爭用是以第一個幀802(包括在PRP 284中發(fā)信號,中斷其他傳輸的決定)的實際CAP和CC為基礎的。站I在CAP=3,CC=1的基礎上爭用(它總是獲勝,因為在第一個幀中表明無爭用)。從站I來的幀的實際CAP在EOF2和緊隨的應答中進行了恢復,因為原始值在兩個幀的段控制中發(fā)送。當使用這項技術時,也就是,如果幀的CAP比3小或CC=0,始發(fā)站選擇最大的段尺寸(字節(jié))以確保在轉送傳輸中用于所有幀的總時間比最大允許的幀長度(時間)要小以控制較高優(yōu)先級業(yè)務的等待時間。這可以由包含在TX信道映射(站A到I)中的信息和從站I接收到的連接信息應答來確定。
對幀轉送機制的其他實施例也進行了考慮。例如,參照圖42-45,用于減少了開銷的幀轉送的幀轉送結構的實現方式是通過刪除每個EOF定界符820,822并修改每個SOF定界符812,814來傳遞曾存在于EOF定界符中的信息。參照圖42,可以通過把每個FL和FCCS字段(字段140和136)縮短2個比特而使用4個可用比特來修改SOF定界符幀控制字段98(圖98),利用這可用的4個比特來增加一個SOFCAP字段830(2比特),1比特的EOFP字段832用于表明,當設置時,幀中EOF的存在,1比特SOF RWRE字段(期望應答的應答)834,當設置它時,表明有兩個應答要跟隨。
在該減小了開銷的方案中,參照圖43,圖中顯示了僅在最后的幀836之后用于具有應答的幀轉送的幀結構。站A發(fā)送一個幀,幀中的SOF定界符表示期望有應答,并且具有如下設置CAP=3,CC=1,EOFP=0,RWRE=1,DT用于所期望的應答。這些設置表示第一個幀802要與被發(fā)送代替第一個幀802(如果否則要返回ACK的話)的應答的第二個幀一起進行轉送,在第一個幀和兩個應答(RWR應答808和810)在第二個幀806結束被期望之后就沒有PRP會發(fā)生。在用于第一個幀802的CC值的基礎上,第一個幀802的段控制106中的FW被設置為0b01或0b11。因為CAP=3,CC=1并且不存在PRP,沒有站可以中斷第二個幀806的傳輸。如果站I正確地接收到第一個幀802,但卻發(fā)送一個ACK,站I設置SOF2定界符814以表明不期望有應答,還設置RWRE=1(這樣便通知有兩個應答將跟隨第二個幀)。第二個幀806也使用第一個幀802中段控制字段106所接收到的CAP和CC值,并設置EOFP=0和FW=b01。站I重新計算FCS并設置SOF2以表明在它發(fā)送第二個幀806之前不會期望有應答。站A檢測出站I發(fā)送的第二個幀806的SOF2 814并推斷出ACK。站B返回兩個RWR應答中的第一個,即,應答808,CC被設置為SOF2定界符814所接收的值,且CAP和RFCS被設置為第二個幀806中接收的值,站I返回了兩個RWR應答中的第二個,也就是,最終應答810,其中的CAP,CC和RECS值和第一個幀802中接收的值相同。為了控制對待時間,所有的傳輸時間包括應答808,810被控制在幀的最大長度之內(時間)。注意在兩個幀之間沒有PRP,因為沒有期待應答,并且用第二個幀來代替應答。
根據圖44,顯示了有一個NACK或是FAIL在第一個幀838后,僅在最后一個幀后轉送應答的幀轉送結構。第一個幀802是通過根據圖43,如上文所述的同樣的方式被發(fā)送的,然而,這一實例中,幀轉送的第一個幀失敗。因此,應答804在第一個幀后立即被發(fā)送,用以顯示幀轉送的失敗,在應答804中,ACK字段被設置為0,用來顯示不同于ACK的一種應答被返回。FTRYPE的值適當地反應出其他應答(NACK或FAIL)的類型。
通過使用這種減小開銷幀,根據圖45,一種用于沒有應答840的幀轉送的幀轉送結構被顯示出來。在這種結構中,第一個幀802是一個不期望應答的幀,并通過設置具有期待應答(DT=001)和RWRE=0的SOF1定界符812來轉送。站I發(fā)送第二個幀806,用以替代所期望給第一個幀802的應答,如果否則要發(fā)送ACK的話,在第二個幀806中,SOF2定界符814表示沒有期待應答,且RWRE=0。因此,在第二個幀806和緊隨的PRP(沒有顯示出來)之后,沒有應答被發(fā)送。如果第一個幀失敗,盡管沒有顯示出來,可以理解,一種諸如具有NACK或FAIL設置的應答804(如圖43)的應答將在第一個幀(代替第二個幀806)后返回。
在另一種可替代的實施例中使用EOF定界符,根據圖46,EOF定界符102通過縮短RSVD字段146以容納一個新長度字段(FLEN)842來修改。這種FLEN字段842表示了這種第二個幀806的長度用來協(xié)助提高隱藏站(節(jié)點)的性能。站A將基于從站I中接收的連接信息對FLEN作出合理的估計。因而,大致參照圖40,同時參照圖46,EOF1定界符可被格式化為包括FLEN字段832,且FLEN字段832將被設置為第二個幀806的長度的值(或者,使用圖40的速記符號,FLEN=Len F2)。
在第一個幀802和/或第二個幀806之后站A沒有接收到(或推斷出)ACK的情況下,通常的后退程序是由站A執(zhí)行的。特定的訪問嘗試是在第一個幀之后當接收到NACK,FAIL或未接收到應答(即,沒有接收到或推斷出ACK)時較早完成的。
中間站資源(即,接收緩沖器)必須可以為站利用以接收任意想要的幀。在中間站作為中繼站的情況下,不需要有附加的接收緩沖器,因為在任意其他業(yè)務到達該站之前(因為介質在幀進出中間站的過程中將會很忙),接收緩沖器已被即刻清空(重新傳輸的幀)以進行利用。如果要進行中繼的幀不能立即重新傳輸,它將被舍棄。如果轉送幀被更高的優(yōu)先級所中斷或者如果由于幀的長度和當前的信道映射使得幀太長不適合單個段,幀可能不會立即發(fā)送(并因此而被舍棄)。在后一種情況下,站會返回一個FAIL給始發(fā)站。FAIL中保留的比特可以用作REASON字段以返回一個失敗的原因碼(也就是,表示幀太長而不能進行轉送),前提是有多于一條原因而返回FAIL。其他實施例
要理解盡管對本發(fā)明進行了詳細的描述,但是前面所述的目的是用于描述本發(fā)明而不是限制本發(fā)明的范圍,本發(fā)明由所附的 進行定義。其他的實施例也包含在下面權利要求的范圍內。
權利要求
1.在包括多個站的網絡中,一種由具有待發(fā)送幀的站使用的訪問爭用方法,包括
在爭用時段期間檢測爭用控制信息;和
從爭用控制信息確定在爭用時段期間該站是否被允許爭用訪問這些站連接的傳輸介質。
2.根據權利要求1的方法,其中確定步驟包括
確定爭用控制信息是否表示無爭用訪問;
如果爭用控制信息表示無爭用訪問,確定與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級是否高于與最后發(fā)送的幀相關的信道訪問優(yōu)先級。
3.根據權利要求2的方法,進一步包括
如果爭用控制信息表示無爭用狀態(tài)并且與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級被確定為高于最后發(fā)送的幀的信道訪問優(yōu)先級,或者爭用控制信息不表示無爭用狀態(tài),那么檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級訪問傳輸介質。
4.根據權利要求3的方法,進一步包括
對于任何這種意圖以較高的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問的站,該站延遲對傳輸介質的爭用訪問。
5.根據權利要求3的方法,進一步包括
如果沒檢測到較高信道訪問優(yōu)先級,那么在下一個爭用時段期間爭用訪問該傳輸介質。
6.根據權利要求5的方法,進一步包括
在爭用時段前,用信令向其它站表示以相關信道訪問優(yōu)先級爭用的意圖。
7.根據權利要求6的方法,其中爭用步驟包括
建立對應于隨機后退時間的延遲時段;
監(jiān)視傳輸介質在延遲時段期間的活動。
8.根據權利要求7的方法,進一步包括
如果在監(jiān)視期間未檢測到活動,那么發(fā)送該幀。
9.根據權利要求3的方法,其中檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問傳輸介質的步驟發(fā)生在緊鄰爭用時段之前的優(yōu)先級決定時段中,并且其中檢測站網絡中的任何站是否意圖以高于與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級爭用訪問傳輸介質的步驟包括
在優(yōu)先級決定時段期間檢測來自至少一個其它站的信令,所檢測的信令表示該至少一個其它站所要發(fā)送的幀的信道訪問優(yōu)先級。
10.根據權利要求9的方法,其中優(yōu)先級決定時段包括n個優(yōu)先級決定時隙,并支持2n個信道訪問優(yōu)先級。
11.根據權利要求10的方法,其中n=2,并且每個信道訪問優(yōu)先級由2比特二進制值表示。
12.根據權利要求11的方法,其中這兩個優(yōu)先級決定時隙包括對應于2比特二進制值中的第一比特的第一優(yōu)先級決定時隙和對應于2比特二進制值中的第二比特的第二優(yōu)先級決定時隙,并且其中在兩個優(yōu)先級決定時隙中對應的一個時隙中的所檢測信令中接收2比特二進制值中的二進制1。
13.根據權利要求12的方法,進一步包括
在優(yōu)先級決定時隙中用信令表示與待發(fā)送幀相關的信道訪問優(yōu)先級。
14.根據權利要求13的方法,其中信令步驟包括
在第一優(yōu)先級決定時隙中用信令表示相關信道訪問優(yōu)先級何時需要2比特二進制值中的第一比特是1;
在第一比特是1或者在第一優(yōu)先級接收時隙中沒有檢測到來自任何其它站的信令的情況下,在第二優(yōu)先級決定時隙中用信令表示相關信道訪問優(yōu)先級何時需要2比特二進制值中的第二比特是1。
15.根據權利要求9的方法,進一步包括
保持一個虛擬載波偵聽定時器,用于計劃優(yōu)先級決定時段何時相對于最后發(fā)送的幀開始。
16.根據權利要求15的方法,其中最后發(fā)送的幀包括幀控制信息,并且其中保持步驟包括
使用幀控制信息來把一個值提供給虛擬載波偵聽定時器。
17.根據權利要求16的方法,進一步包括
使用一個物理載波偵聽來確定優(yōu)先級決定時段何時相對于最后發(fā)送的幀開始。
18.根據權利要求2的方法,其中爭用控制信息和信道訪問優(yōu)先級可以由所有站觀察到。
19.根據權利要求1的方法,其中爭用控制信息是一個標志,該標志被設置時表示無爭用狀態(tài)。
20.根據權利要求1的方法,其中傳輸介質是電力線。
21.根據權利要求13的方法,其中信令包括發(fā)送OFDM碼元,并且其中檢測信令包括檢測所發(fā)送的OFDM碼元,因為與OFDM碼元相關的延遲擴展性能特性,使得OFDM碼元可以由所有站觀察到。
22.根據權利要求9的方法,其中優(yōu)先級決定時段跟隨一個傳輸介質非活動時段。
23.在一個包括由傳輸介質互連的多個站的網絡中,每個站上的介質訪問控制單元用于控制對傳輸介質的訪問,介質訪問控制單元包括
用于在爭用時段中檢測爭用控制信息的單元;
用于從爭用控制信息確定站是否被允許在爭用時段期間爭用訪問的單元。
全文摘要
一種由站10網絡中的站12使用的訪問爭用方案具有多級優(yōu)先級和無爭用訪問指示符130。具有要發(fā)送的幀的站12從檢測的爭用控制指示符130確定其在爭用時段290期間是否被允許爭用訪問傳輸介質14。站12確定爭用控制指示符130是否指示無爭用訪問,并且如果爭用控制指示符130指示無爭用訪問,站12確定與所要發(fā)送的幀相關的信道訪問優(yōu)先級是否高于與最后發(fā)送的幀相關的信道訪問優(yōu)先級144。如果是,站12檢測站10網絡中的任何站是否意圖以高于與所要發(fā)送的幀相關的信道訪問優(yōu)先級的信道訪問優(yōu)先級訪問傳輸介質14。如果是,站12延遲爭用訪問。
文檔編號H04L12/413GK1338842SQ0112401
公開日2002年3月6日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權日2000年8月4日
發(fā)明者勞倫斯W·揚, Ⅲ, 布賴恩E·馬克沃爾特, 斯坦利J·科斯托夫, Ⅱ, 詹姆斯·菲利普·佩特拉, 威廉E·厄恩肖 申請人:因特隆公司
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