专利名称：区域网络快速传输的方法
技术领域：
本发明有关区域网络，尤指一种区域网络的无线网络部分，在其利用高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定，进行数据传输时，摈除传输控制通讯协定/互联网通讯协定中部分定义，以改善了讯号回应时间和提高了数据流通量的区域网络快速传输的方法。
背景技术：
美国电子电机工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，简称IEEE)于1999年9月所制定出来的高速无线区域网络标准IEEE802.11，是指一个在无线区域网络(Wireless LAN)环境下作业的一通讯协定标准，目前无线区域网络都是遵循此标准在运作，而且IEEE 802.11依照不同的安全等级与传输速度，还用英文字母来区分这些不同的类别(802.11a、802.11b、802.11g等)。
而该高速无线区域网络标准IEEE 802.11b规格，当初发展的目的是为了提升企业内部网络通讯的机动性、节省安装有线区域网络的成本、以及更弹性的利用网络上有限的资源，所以IEEE 802.11b是一项被设计用来进行长距离或高速数据数据传输的技术。IEEE 802.11b无线数据传输技术所采用的传输媒介，跟″蓝牙″无线传输技术一样，也是透过无线电波的技术来达成传输数据的目的，因此IEEE802.11b的数据传输也具有全方位的传输特性，即没有所谓角度或方向性的限制，并且能够穿透障碍物，而完成数据传输的工作。
由上述可知，IEEE 802.11b非常适合在办公室的环境下使用，只需在公司内部架设一个无线网络桥接器(Access Point，简称AP)，则在其有效发射范围内，就可以跟装有无线网络卡(Wireless LAN Card)的电脑连线，达到网络连线的目的，同时IEEE 802.11b无线传输技术在室内的传输距离可达100米之远，传输速率最快也可达11Mbps，如搭配上强波器，则数据的有效传输可以更远(300米)。这对于用在一般上网、数据传输工作来讲，其实已绰绰有余，而且对移动式的工作者来说，也能解决传统有线网络环境下的限制。基于以上的特点，所以IEEE 802.11b极适合使用在原有的有线区域网络(LAN)下作延伸的布局，亦或是完全取代现有的有线区域网络，因其可架构出与有线区域网络完全相同的功能。
而无线网络桥接器，一般俗称为无线网络基站或无线网络存取器，顾名思义即是当作传统的有线区域网络与无线区域网络的沟通桥梁，因此任何一台装有无线网络卡的电脑，均可透过无线网络桥接器去分享有线区域网络(LAN)，甚至广域网络(WAN)的资源。除此之外，无线网络桥接器本身又兼具有网管的功能，可针对接有无线网络卡的电脑作必要的控制与管理。
目前基于高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定构架的无线区域网中，一种最经济、简单和常用的方法来连接无线射频(RF)网络和有线网络，是将一移动电脑设定为一个传输控制通讯协定/互联网通讯协定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称TCP/IP)的工作站，以将无线射频网络当作有线网络的一种扩展来处理。这种方法的一大好处是实现只需很少的开发工作，应用几乎现成的TCP/IP技术，把具有高速无线区域网络标准802.11的无线网络桥接器，仅当作存取控制的媒介子层。虽然这种方法相当简易，但由于无线网络比有线网络多出复杂的射频(RF)传播环境，使得无线网络利用有线网络原有的传输方法，将会发生以下几点局现性。
1.TCP/IP作为在区域域网和互联网中，被广泛认可和使用的开放式标准，它是为有线网络设计的，并没有考虑无线网络(如RF)的特殊要求。
2.TCP/IP的标头(Header)通常是20-40字节，在射频无线网络中为了更好利用频宽和减少封包冲突，该标头字节应该减少。
3.TCP/IP依赖精确的确认机制和地址解析协定(Address ResolutionProtocol，简称ARP)，它们仅适用于一般有线网络，但对数据收集环境不能发挥它们的高效性。尤其是，地址解决协定利用广播消息来建立有线网络和无线网络的通道，导致了不必要的延迟和通信量。
4.在无线网络中，IEEE 802.11的规范又被称为“无线乙太网络(WirelessEthernet)”，这是因为IEEE 802.11的基本技术原理与IEEE 802.3十分类似。IEEE 802.11的规范中定义了无线区域网络架构中的实体层(Physical Layer)和数据链结层(Data Link Layer)中的媒介存取控制(Medium Access Control，MAC)子层，其在媒介存取控制子层所定义的数据存取方法，是采用CSMA/CA(Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance)，而非IEEE 802.3 CSMA/CD(CarrierSense Multiple Access with Detection)。IEEE 802.3 CSMA/CD利用检测碰撞的方式来传递讯框(Frame)，这是因为无线网络在空气中要去检测其网络内，是否有发生碰撞的情形，比在有线网络中要来的困难许多，因此IEEE 802.11采用了避免碰撞的CSMA/CA的数据存取方法，来减少数据在传输时的碰撞情形发生。
CSMA/CA它的载波感应模式中，发送端会先检测无线网络环境，假如该频道都没有其他讯框传递时，发送端会“先等待”一段随机时间(Interval Frame Space，IFS)后，若还是检测没有任何讯框传送时，发送端便会将封包传送出去。假如一开始就检测到已经有封包在这个频道传送时，发送端会等到该频道净空之后，再等待一个随机的“后退”(Back off)时间，然后重新进入频道竞争模式，在此时，曾经历过“后退”的发送端在竞争模式下；会自动提高它使用该频道的“优先权”(Priority)，如此即可避免有些发送端一直无法取得频道的使用权而不能传递数据的困境。
但是，TCP/IP的拥塞控制演算法(如CSMA/CA)是使系统性能变差的主要原因，尤其是TCP/IP采用“后退”演算法来克服这些问题时，它的传输数率将大大降低。
5.在无线网络中，除了拥塞和冲突的数据封包外，射频系统还受到其他干扰和无线传播环境的影响，例如IEEE 802.11b和″蓝牙″的无线电波频率都是使用ISM频段(Industrial Scientific Medical Band此频段主要是开放给工业、科学及医学三个主要机构使用)2.4GHz的高频率范围，所以若在几公尺范围之内，同时存在802.11b及″蓝牙″技术运作时，则彼此会产生干扰的情况，甚至会有所谓″盖台″(当受到相同频率的通讯干扰时，而导致完全无法通讯的状况)的现象发生。此外射频讯号干扰和覆盖盲区，还会终断用户与主机的连接，使得用户必须再重新登入后，才能继续使用。
6.TCP/IP不能处理子网间的漫游，要解决漫游问题，必须使用移动IP技术，但移动IP会大大地增加网络的复杂性和通信量，这是人们所不希望的。
发明内容
有鉴于无线网络利用有线网络原有的传输方法，将会发生许多限制，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种区域网络快速传输的方法，乃在一区域网络的无线网络中，去除地址解析协定及互联网通讯协定地址概念，并将高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定中，将其数据封包头定义为较小的容量，如此，将便于利用频宽和在传输过程中减少封包冲突，避免不必要的延迟和通信量，及在无线区域网络内将不需维护庞大的互联网通讯协定地址库，方便地实现小区间无缝漫游。
为便于对本发明的目的、形状、构造装置特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图
，详细说明如下具体实施方式
本发明是一种区域网络快速传输的方法，该方法乃在无线区域网络部分完全摈弃传输控制通讯协定/互联网通讯协定(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，简称TCP/IP)，以去除地址解析协定(Address Resolution Protocol，简称ARP)，避免不必要的延迟和通信量，且摈弃互联网通讯协定(IP)地址概念，即在无线区域网络内将不需维护庞大的互联网通讯协定地址库，方便地实现小区间无缝漫游，并将高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定中的数据封包头定义为较小的容量，以便于利用频宽和在传输过程中减少封包冲突。
如此，若在一空间内的区域网络并存有线网络及无线网络，则在有线网络部分仍使用传统TCP/IP协定，而在无线网络部分则使用优化的802.11协定，发挥各自的长处，优化系统性能，为特定的数据收集终端提供良好的通信。尤其是去掉地址解析协定改善后的确认机制，如下表所示表一主机和移动单元的消息和数据传递
由上表所示，改进后的确认机制大大减少了确认讯息，减少了由于确认而引起的传输延迟和通信量，由较小的数据饱和高效快速的确认机制可避免TCP/IP复杂的拥塞控制演算法，从而提高了系统性能。
由上所述可知，本发明将可大幅提高无线网络的传输速度，其至少拥有以下5点优点
1.较小的数据量及高效率的确认机制，改善了系统回应时间和提高了数据流通量，并减少了不必要的通信量。
2.无需复杂的拥塞控制演算法，在无线网络覆盖衰落区域和有杂讯的区域，能获得更好的性能。
3.基于无线通信环境设计的数据封包头，能更好地利用无线带宽资源。
4.在不影响系统性能或增加成本的情况下，实现小区间无缝漫游，避免了复杂的移动IP技术。
5.802.11设备和TCP/IP设备的互操作性。
以上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉本技术者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本案的专利范围。
权利要求
1.一种区域网络快速传输的方法，该方法乃在无线区域网络部分完全摈弃传输控制通讯协定/互联网通讯协定，以去除地址解析协定及互联网通讯协定址概念，并将高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定中的数据封包头定义为较小的容量。
全文摘要
本发明提供一种区域网络快速传输的方法，该方法在无线网络中以去除地址解析协定及互联网通讯协定地址概念，避免不必要的延迟和通信量，及在无线区域网络内将不需维护庞大的互联网通讯协定地址库，方便地实现小区间无缝漫游，并将高速无线区域网络标准IEEE 802.11协定中，将其数据封包头定义为较小的容量，以便于利用频宽和在传输过程中减少封包冲突。
文档编号H04L29/06GK1523823SQ0311545
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月19日 优先权日2003年2月19日
发明者余晓琴, 何代水, 蔡世光, 秦文江 申请人:英华达(上海)电子有限公司