专利名称：无线网络中的广播/多播递送技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线网络中的广播/多播递送技术。
背景技术：
广播业务(traffic)在无线网络中很普遍。广播业务的来源包括ARP、DHCP、第三 层服务发现协议等。因此，广播业务抑制和有效的广播业务递送对于节省网络带宽而言至 关重要。另外，60GHz网络中的广播递送由于具有定向传输的性质而非常低效。因此，强烈需要用于在无线网络中进行广播/多播递送的改进技术。
发明内容
本发明涉及一种设备，包括可进行操作以在无线网络中进行广播/多播业务递送的收发器，其中所述收发器 适于识别本地广播业务并将广播域限于为所述本地广播业务服务的基本服务集(BSS)。本发明涉及一种提高无线网络中的广播递送的带宽效率和能量效率的方法，包 括利用统一的广播业务递送方法，所述统一的广播业务递送方法包括通过将至DS 字段设置成1并将地址3设置成广播地址由非PCPSTA将广播分组传送给PCP ；并且其中所述PCP利用广播-单播转换、或定向多播、或利用扇形或波束扫掠的广播来 递送所述广播分组。本发明涉及一种设备，包括可进行操作以在无线网络中进行广播/多播业务递送的收发器，其中所述收发器 适于通过利用统一的广播业务递送方法来提高在无线网络中进行广播递送的带宽效率和 能量效率，所述方法包括通过将至DS字段设置成1并将地址3设置成广播地址由非PCP STA将广播分组传送给PCP ；并且其中所述PCP利用广播-单播转换、或定向多播、或利用扇形或波束扫掠的广播来 递送所述广播分组。本发明涉及一种方法，包括通过利用适于识别本地广播业务、然后将广播域限于为所述本地广播业务服务的 基本服务集(BSS)的收发器来将无线网络中的广播/多播业务的传输限制在所述本地广播 业务。
本说明书的结论部分中特别指出视为本发明的主题并明确要求其权利。但是，通 过在结合附图阅读时参照以下详细描述可最好地理解本发明的组织和操作方法、及其目 的、特征和优点，附图中图1描绘根据本发明实施例的示范性无线局域网(WLAN)；
图2描绘根据本发明实施例的原始帧控制字段的帧格式；图3示出根据本发明实施例的发射(Tx)扇形扫掠；图4描绘802. 11数据分组中的原始地址字段内容；图5示出根据本发明实施例的提议的四地址帧格式；以及图6描绘根据本发明实施例的波束扫掠PLCP协议数据单元(PPDU)。将明白，为了简单且清楚地说明，图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为清 楚起见，其中一些元件的尺寸相对于其它元件有所夸大。此外，在认为合适的情况下，各图 中重复使用附图标记来指示对应或类似的元件。
具体实施例方式在以下详细描述中，阐述了众多具体细节以充分理解本发明。但是，本领域技术人 员将理解，没有这些具体细节也可实现本发明。在其它情况下，没有详细描述公知的方法、 过程、组件和电路，以免使本发明晦涩难懂。利用诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的论述
可指操纵表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(如电子)量的数据和/或将将其 变换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或可存储用于执行操作和/或过程的指 令的其它信息存储介质内的物理量的其它数据的计算机、计算平台、计算系统或其它电子 计算装置的操作和/或过程，但本发明的实施例在这方面不受限制。本文所用的术语“复数个(plurality/a plurality) ”可包括例如“多个”或“两 个或两个以上”，但本发明的实施例在这方面不受限制。整篇说明书中可使用术语“复数个” 来描述两个或两个以上组件、装置、元件、单元、参数等。例如，“复数个站”可包括两个或两 个以上站。本发明的实施例为诸如但不限于60GHz无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN) 的无线网络提供新的广播/多播业务递送机制。此外，本发明的实施例为WLAN提供广播/ 多播业务抑制机制。现在看图1，示出经由分布系统(DS) 145的WLAN 100、接入点(AP) 135、140或基本 服务集(BBS)110、120的互连。互连的BBS的并集称为扩展服务集(ESS)115。由于相同ESS 115内的无线站(STA) 125、130、150和155位于相同子网上，所以来自一个STA的广播业务 可以到达相同ESS 115中的所有其它STA。在许多使用情景中，不必将广播业务传送到整个ESS。例如，无线显示器或无线投 影仪可定期向网络广播以通告其服务。由于使用显示器的任何用户必须在距离显示器的短 距离内才能看到屏幕上的内容，所以用户所使用的STA应当在与显示器相同的BSS中。因此，诸如无线显示器的装置只需向它所在的BSS广播它的服务或能力。目前，电 子和电气工程师协会(IEEE)802. 11标准没有提供区分本地广播业务和网络范围内的广播 业务的机制。具有广播业务的STA只将它转发给AP，并且AP向整个ESS再广播它，这不仅 浪费网络带宽，而且还浪费ESS中的STA的电池功率。本发明的实施例识别本地广播业务 并将广播域限于相同的BSS。在一个实施例中，在帧控制字段中定义“只BSS”位。例如，原 始帧控制字段中的一些位可能会超载。超载位的含义可从诸如60GHz PHY的新PHY推断出。 一旦接收到具有只BSS位设置的分组，AP便可只在它自己的BSS内再广播该分组，而不是将它转发给整个ESS。图2中的200示出原始帧控制字段的帧格式。在本发明的另一实施例中，可以定义公知的多播地址以指示只BSS广播。如果将 目的地地址(DA)、即地址3设置成公知的多播地址，则一旦从STA接收到这样的分组，AP便 只在它自己的BSS内再广播(rebroadcast)该分组。在60GHz网络中，由于天线的定向性，广播操作可能会非常低效。例如，如果相控 阵具有32个扇区，则广播分组需要利用一般如图3中的300所示的发射(Tx)扫掠传送32 次。此外，Tx扇形扫掠的可行数据速率非常低，这是因为将不会有接收波束形成增益。如 在IEEE 802. 15. 3标准中所定义的，非PCP STA必须等待其它非PCP STA苏醒才能将广播 业务递送给它们。如果非PCP STA具有不同的苏醒间隔，则广播业务的来源必须苏醒多次 才能递送一个广播分组，并且需要接受网络中的每个其它STA的波束训练。为了提高带宽效率和能量效率，本发明的实施例提供一种适于60GHz WLAN和 60GHz WPAN的统一的广播业务递送方法，但本发明在这方面不受限制。过程如下。首先，通 过将至DS (To DS)字段设置成1并将地址3 (Address 3)设置成广播地址，非PCP STA将广 播分组传送给PCP。图4中的400 —般示出802. 11数据分组中的原始地址字段内容。其次，PCP利用以下方法之一来递送广播分组。1.广播-单播转换PCP将广播分组转换为多个单播分组，并将它们置于每个STA的单独队列中。为了 保留原始广播DA地址，可使用以下两种方法之一。在一个实施例中，利用如图5中的500所 示的四地址帧格式。由于RA是单播地址，所以不会将转换后的单播帧误认为是WDS分组。在另一实施例中，可利用聚合MAC服务数据单元(A-MSDU)帧格式来携带原始广播 DA0注意，需要在转换后的单播帧中保留原始广播或多播DA地址以向接收器指示该分组原 本是广播/多播分组，这是因为在上层会不同地对待广播/多播业务。2.定向多播除了将广播转换为单播的方法之外，在本发明的一些实施例中，可以利用定向多 播方法。广播业务的源STA将它发送给PCP。PCP可调度(schedule)组寻址的服务周期 (SP)或多个单独SP，并将聚合的广播业务递送给所有STA。STA需要实现复本检测以避免 多次接收相同的广播/多播帧。通过在广播/多播帧内包含序列号和TID子字段来利于复 本帧过滤(duplicate frame filtering)。对于每个TID和发射器地址，通过不同计数器生 成广播/多播帧的序列号。接收STA为它从其接收了广播/多播帧的所有STA缓存(keeps a cache of)最近接收的〈地址2，TID，序列号〉元组。当不同的STA具有不同的苏醒时间 表(wakeup schedule)时，可使用两种方法来缓解潜在问题1)在相同SP中传送相同的广 播帧，2) STA只接受在它自己的SP中发送的广播分组。3.利用扇形或波束扫掠的广播另一种分发广播帧的方法是利用PHY支持的波束扫掠或扇形扫掠。本发明的这个 实施例可以采用使得网络上的每个STA接收广播帧的至少一个副本的方式一次或多次传 送广播帧。采用允许STA检测和丢弃复本的方式传送该帧。所提议的机制一般如图6中的600所示，其中图6示出波束扫掠PPDU。发送器通 过每次利用不同的天线方向图来多次传送相同的MPDU。天线方向图可在相控阵的情况下从 相位权(phase weight)导出，或者可以是一个或多个定向天线，或者是上述两种的某种组
6合。所用的天线方向图可以是以下两者的组合通过各个STA的训练过程达成的(arrived at through a training process with individual STAs)、使得波束方向图的聚合体 (aggregate)到达所有STA的相控阵的最佳波束方向图，以及使得传输的聚合体覆盖所有 STA所在的空间区域的相控阵的随机或校准相位权集合。接收MPDU的多于一个副本的STA能够通过以下方法检测复本a)记录所接收的 第一段(segment)上的剩余PPDU持续时间；以及b)将所接收的随后段识别为属于相同序 列并形成相同PPDU的部分。本技术的额外优点是，如果STA检测到一个段，但无法将其成功解调，则它可将有 效载荷样本与随后的段组合在一起(追赶合并)以增加成功解调随后段之一的可能性。该 组合是迭代的，即，第一段与第二段组合，第一和第二段与第三段组合，直到成功解调有效 载荷为止。尽管本文示出并描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员可想到许多修改、 替换、改变和等效物。因此，将理解，随附权利要求要涵盖落在本发明真实精神内的所有这 些修改和改变。
权利要求
一种设备，包括可进行操作以在无线网络中进行广播/多播业务递送的收发器，其中所述收发器适于识别本地广播业务并将广播域限于为所述本地广播业务服务的基本服务集(BSS)。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述无线网络是60GHz无线局域网(WLAN)或无线个 域网(WPAN)。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述收发器利用在帧控制字段中定义的只BSS位，并 且一旦接收到具有所述只BSS位设置的分组，所述收发器只在它自己的BSS内再广播所述 分组，而不是将它转发给整个扩展服务集。
4.如权利要求1所述的设备，其中将已知多播地址定义成指示只BSS广播。
5.一种提高无线网络中的广播递送的带宽效率和能量效率的方法，包括利用统一的广播业务递送方法，所述统一的广播业务递送方法包括通过将至DS字段 设置成1并将地址3设置成广播地址由非PCPSTA将广播分组传送给PCP ；并且其中所述PCP利用广播-单播转换、或定向多播、或利用扇形或波束扫掠的广播来递送 所述广播分组。
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述广播_单播转换中，所述PCP将所述广播分组 转换为多个单播分组，并将它们置于每个STA的单独队列中。
7.如权利要求6所述的方法，其中为了保留原始广播DA地址，利用四地址帧格式，或利 用A-MSDU帧格式来携带原始广播DA。
8.如权利要求5所述的方法，其中在所述定向多播中，所述广播业务的源STA将所述广 播业务发送给所述PCP，并且所述PCP调度组寻址的服务周期(SP)或多个单独SP，并将聚 合的广播业务递送给所有STA。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述STA实现复本检测以避免多次接收相同的广播 /多播帧，并且其中通过在广播/多播帧内包含序列号和TID子字段来利于复本帧过滤。
10.如权利要求9所述的方法，其中对于每个TID和发射器地址通过不同的计数器生 成广播/多播帧的所述序列号，并且接收STA为所述STA从其接收了广播/多播帧的所有 STA缓存最近接收的地址2、TID、序列号元组。
11.如权利要求10所述的方法，还包括当不同STA具有不同的苏醒时间表时，通过在 相同SP中传送相同的广播帧或者所述STA只接受在它自己的SP中发送的广播分组来缓解 潜在问题。
12.如权利要求5所述的方法，其中利用扇形或波束扫掠的所述广播包括采用使得所 述网络上的每个STA接收所述广播帧的至少一个副本的方式、以及允许所述STA检测和丢 弃复本的方式一次或多次传送所述广播帧。
13.如权利要求12所述的方法，其中发送器通过每次利用不同的天线方向图来多次传 送相同的MPDU，并且其中所述天线方向图可以在相控阵的情况下从相位权导出，或者可以 是一个或多个定向天线，或者可以是上述两种的某种组合。
14.如权利要求13所述的方法，其中所用的所述天线方向图可以是以下两者的组合: 通过各个STA的训练过程达成的、使得波束方向图的聚合体到达所有STA的相控阵的最佳 波束方向图，以及使得传输的聚合体覆盖所有STA所在的空间区域的相控阵的随机或校准 相位权集合。
15.如权利要求14所述的方法，其中接收MPDU的多于一个副本的STA能够通过以下方 法检测复本记录所接收的第一段上的剩余PPDU持续时间，以及将所接收的随后段识别为 属于相同序列并形成所述相同PPDU的部分。
16.一种设备，包括可进行操作以在无线网络中进行广播/多播业务递送的收发器，其中所述收发器适于 通过利用统一的广播业务递送方法来提高在无线网络中进行广播递送的带宽效率和能量 效率，所述方法包括通过将至DS字段设置成1并将地址3设置成广播地址由非PCP STA将 广播分组传送给PCP;并且其中所述PCP利用广播-单播转换、或定向多播、或利用扇形或波束扫掠的广播来递送 所述广播分组。
17.如权利要求16所述的设备，其中在所述广播_单播转换中，所述PCP将所述广播分 组转换为多个单播分组，并将它们置于每个STA的单独队列中。
18.如权利要求16所述的设备，其中在所述定向多播中，所述广播业务的源STA将所述 广播业务发送给所述PCP，并且所述PCP调度组寻址的服务周期(SP)或多个单独SP，并将 聚合的广播业务递送给所有STA。
19.如权利要求16所述的设备，其中利用扇形或波束扫掠的所述广播包括采用使得 所述网络上的每个STA接收所述广播帧的至少一个副本的方式、以及允许所述STA检测和 丢弃复本的方式一次或多次传送所述广播帧。
20.一种方法，包括通过利用适于识别本地广播业务、然后将广播域限于为所述本地广播业务服务的基本 服务集(BSS)的收发器来将无线网络中的广播/多播业务的传输限制在所述本地广播业务。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述无线网络是60GHz无线局域网(WLAN)或无线 个域网(WPAN)。
22.如权利要求20所述的方法，还包括所述收发器利用在帧控制字段中定义的只BSS 位，并且其中一旦接收到具有所述只BSS位设置的分组，所述收发器只在它自己的BSS内再 广播所述分组，而不是将它转发给整个扩展服务集。
23.如权利要求20所述的方法，其中将已知多播地址定义成指示只BSS广播。
全文摘要
本发明的一个实施例提供一种设备，该设备包括可进行操作以在无线网络中进行广播/多播业务递送的收发器，其中该收发器适于识别本地广播业务并将广播域限于为本地广播业务服务的基本服务集(BSS)。
文档编号H04W4/06GK101931887SQ201010220459
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者A·P·斯蒂芬斯, M·X·龚, R·J·斯泰西 申请人:英特尔公司