专利名称：通信设备，通信系统和通信控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及实现媒体接入控制(MAC)的通信设备，通信系统和通信控制程序，更具体地说，涉及其中把多个媒体接入控制帧(MAC帧)包括在一个物理帧中的帧聚合(aggregation)。
背景技术：
媒体接入控制(MAC)是使在分享相同媒体的时候，进行通信的多个通信设备决定如何使用该媒体来传输通信数据或管理帧的控制。由于媒体接入控制的缘故，即使两个或更多的通信设备通过同时使用相同媒体来传送通信数据(或管理帧)，也很少发生接收方的通信设备不能译解通信数据的现象(冲突)。IEEE802.11 MAC的基本接入方法是CSMA/CA(冲突回避载波检测多路访问)。CSMA/CA被用于降低冲突概率。媒体接入控制也是一种控制从通信设备访问媒体，以使其中尽管存在具有传输请求的通信设备，媒体仍然不被任何通信设备使用的现象的出现机会降至最小的技术。
但是，尤其是在无线通信中，难以在通信设备传送数据的时候，同时监视传输数据，于是，需要其中不采取冲突检测的媒体接入控制(MAC)。无线LAN IEEE802.11的一种典型技术标准采用冲突回避载波检测多路访问(CSMA/CA)。
MAC报头具有持续时间值，它是用毫秒表示的传送数据或管理帧所需的时间(包括SIFS间隔的时间)。与序列无关不具有任何传输权的通信设备判断媒体的虚拟忙碌状态，从而等待传输。于是，避免了冲突的发生。在IEEE802.11中，定义媒体的状态由MAC层的虚拟载波检测和物理层的物理载波检测的组合来判断，从而控制媒体接入。CSMA/CA被用于降低冲突概率。
在采用CSMA/CA的IEEE802.11中，通过主要改变物理层协议，增大了通信速度。就2.4GHz波段来说，IEEE802.11(在1997为2Mbps)已改变为IEEE802.11b(在1999年为11Mbps)，并且已被改变为IEEE802.11g(在1999年为54Mbps)。就5GHz波段来说，作为标准目前只存在IEEE802.11a(在1999年为54Mbps)。另外，已规定了IEEE802.11任务组n(TGn)，以便建立目的在于在2.4GHz和5GHz波段进一步加速的标准。
另外，用于提高服务质量(QoS)的几种接入控制技术也已为人们所知。例如，存在可用的HCCA(HCF控制信道接入)，它是常规轮询序列的一种扩展技术，被用作保证诸如设计带宽和延迟时间之类的参数的QoS技术。根据HCCA，为了保证诸如带宽和延迟时间之类的参数，考虑到轮询序列中的所需质量进行调度。日本专利申请KOKAI公报No.2002-314546公开一种在参考IEEE802.11e标准中的QoS的时候，向无线网络中的通信设备之间的通信分配优先级的方法。
即使物理层的通信速度被增大，仍然存在不能显著提高通信的吞吐量的问题。即，当实现物理层的加速时，PHY(物理)帧的格式不再高效，由此导致的开销阻碍了吞吐量的提高。在PHY帧中，涉及CSMA/CA的时间参数固定地伴随MAC帧。此外，每个MAC帧需要PHY帧报头和PHY前同步码。
作为解决开销的问题并提高吞吐量的一种方法，可以使用在最近起草的IEEE802.11e/草案5.0(IEEE802.11中的QoS的增强)中引入的块响应(块确认)机制。块响应机制能够连续传输多个MAC帧，而不存在任何(具有SIFS间隔的)随机补偿，从而能够在一定程度降低补偿量。但是，不能有效地减少物理层报头和前同步码的开销。另外，根据在最初起草的IEEE802.11e中引入的聚合技术，补偿量和物理层开销都可被减少。但是，由于在关于物理层的常规限制下，包含MAC帧的物理层帧的长度不能被增大到超出大约4kbyte，因此效率的提高受到极大限制。即使PHY层帧的长度可被增大，也会出现另一问题，即容错性的降低。
于是，必须解决伴随利用有效的帧格式解决多帧传输而产生的开销，并显著提高通信的吞吐量。
另一方面，根据常规的HCCA，可对每个业务量流保证质量，并且能够实现和优先级对应的数据传输。在吞吐量已被进一步提高的新的通信系统中，最好使用QoS。例如，QoS最好被用于设计成通过当把多个MAC帧包含在一个物理(PHY)帧时，传送所述多个MAC帧，提高传输效率的帧聚合。但是，如果简单地把常规的帧聚合技术应用于QoS，比如HCCA，那么会产生下述问题。
即，在其中不考虑帧的优先级的常规帧聚合技术中，当传输队列(TxQ)中的一系列帧是聚合目标帧时，优先级相对较低的FTP(文件传输协议)帧可能先于高优先级的VoIP(基于互联网协议的话音)帧被抽取，并被聚合到传输聚合帧中。考虑到帧的优先级，这会妨碍QoS的确保。
此外，就指出已导致接受错误的一些帧，并且请求重发的部分Ack帧的程序来说，存在应实现与QoS中固有的ACK程序(例如No确认(No Ack)程序)的组合使用的问题。
发明内容
考虑到上述情况提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种通过多个通信帧的聚合，能够提高吞吐量的通信设备，通信系统和通信控制程序。
根据本发明的一个方面的通信设备包括产生包括多个MAC帧的单一物理帧的产生装置；和传送产生装置产生的物理帧的传输装置，所述物理帧包含变长位图信息和位图信息的长度信息，所述变长位图信息包含与所述多个MAC帧对应的比特。
图1是表示根据本发明的一个实施例的通信设备的方框图；图2表示具有固定长度的Ack策略位图；图3表示根据本发明的第一实施例的位图信息字段；图4表示具有变长Ack策略位图的MAC超帧的一个例子；图5是接收缓冲器管理的说明图；图6是根据本发明的第二实施例的关于每个优先级的接收缓冲器管理的说明图；图7表示TSPEC的格式；图8是表示关于每个优先级的第一重传控制例子的说明图；图9是表示关于每个优先级的第二重传控制例子的说明图；图10是根据本发明的第三实施例的关于每个优先级的重传控制例子的说明图；图11表示标准块Ack的序列(立即块Ack)；图12表示QoS控制字段；图13表示根据本发明的第四实施例，具有变长Ack策略位图的MAC超帧的一个例子；图14表示根据本发明的第四实施例，聚合QoS数据的块Ack序列(立即块Ack)；图15表示根据本发明的第四实施例，QoS数据和块Ack请求的聚合例子；图16表示根据本发明的第四实施例，其中聚合QoS数据和块Ack请求的块Ack序列(立即块Ack)；图17表示根据本发明的第四实施例，关于多个TID的QoS数据和块Ack请求的聚合例子；图18表示根据本发明的第四实施例，其中聚合关于多个TID的QoS数据和块Ack请求的块Ack序列；
图19表示根据本发明的第四实施例，Ack策略“No确认”和Ack策略“块确认”帧的聚合；图20表示由Ack策略“No确认”和Ack策略“块确认”帧的MAC帧的聚合得到的序列例子；图21表示根据本发明的第五实施例，供设置业务量流时使用的流量规范(TSPEC)；图22表示根据本发明的第五实施例，其MPDU长度被假定为固定长度的MAC超帧；图23表示根据本发明的第五实施例，在与多个TSID混合时，固定长度MAC帧的聚合；图24表示根据本发明的第六实施例，具有多个目的地的MAC超帧的一个例子；图25表示根据本发明的第六实施例，具有多个目的地的MAC超帧的另一例子；图26表示根据本发明的第七实施例，指示关于每个目的地的持续时间的MAC超帧的一个例子；图27表示图26的帧的修改；图28是表示根据本发明的第七实施例，对多个目的地指定不同的持续时间的说明图；图29是表示根据本发明的第七实施例，接收终端的操作的流程图；图30表示本发明适用的无线通信系统的结构例子；图31表示本发明适用的无线通信系统的另一结构例子；图32表示IEEE802.11e中的具有Ack策略“块确认”的QoS数据帧序列；图33表示根据本发明的第八实施例，关于多个目的地的具有Ack策略“块确认”的数据帧的聚合例子；图34表示根据本发明的第八实施例，关于多个聚合目的地的具有Ack策略“块确认”的数据帧序列；
图35表示根据本发明的第八实施例，关于多个目的地的数据帧和块Ack请求帧的聚合例子；图36表示根据本发明的第八实施例，关于多个聚合目的地的数据和块Ack请求帧的序列例子；图37是根据本发明的第九实施例的ACK的重传的说明图；图38表示根据本发明的第九实施例的多个目的地的聚合例子；图39表示根据本发明的第九实施例，在聚合多个目的地时的ACK重传；图40表示根据本发明的第九实施例，在聚合多个目的地时的ACK重传的另一例子；图41表示根据本发明的第十实施例，在传输方指定传输ACK的时间的情况下的帧格式例子；图42表示根据本发明的第十实施例，在传输方指定传输ACK的时间的情况下的帧格式的一个例子；图43表示根据本发明的第十实施例，在传输方指定传输ACK的时间的情况下的帧格式的另一例子；图44表示根据本发明的第十实施例，在传输方指定传输ACK的时间的情况下的帧格式的另一例子；图45表示根据本发明的第十实施例，关于多个目的地的ACK传输时间的指定；图46表示根据本发明的第十一实施例，用于考虑QoS的多个目的地的MAC超帧的一个例子；图47表示根据本发明的第十一实施例，关于考虑QoS的多个目的地的同时联播；图48是根据本发明的第十二实施例的通信设备(接入点)的方框图；图49是根据本发明的第十二实施例的通信设备(终端)的方框图；图50表示通信设备使用的帧格式的一个例子；图51表示第一种PHY帧的格式的一个例子；
图52表示第二种PHY帧的格式的一个例子；图53表示MAC帧的格式的一个例子；图54表示根据本发明的第十二实施例的通信系统的一个例子；图55A表示部分确认(部分Ack)的格式例子，55B表示轮询(无数据)帧的格式例子；图56A表示数据帧的格式例子，56B表示数据+轮询帧的格式例子；图57表示MAC超帧的一个例子；图58表示包括部分Ack+[数据+轮询]+数据的MAC超帧的一个例子；图59表示包括部分Ack+[轮询(无数据)]的MAC超帧的一个例子；图60表示包括[轮询(无数据)]的MAC超帧的一个例子；图61A表示QoS数据帧的一个例子，61B表示QoS数据+轮询帧的一个例子；图62表示包括部分Ack+[QoS数据+轮询]+QoS数据的MAC超帧的一个例子；图63是表示PCF帧交换的一个例子的顺序图；图64是CAP/CFP/CF例子(CAP产生)的说明图；图65表示轮询序列例子(依据信标的CFP启动)图66表示轮询序列例子(依据CTS-self的CAP产生，给STA1的部分Ack和给STA2的轮询的一起重叠)；图67表示轮询序列例子(包括遗留STA)；图68表示图65中所示的序列例子的修改；图69表示MAC超帧报头的格式和MPDU的相同的情况；图70表示根据本发明的第十三实施例，供通信设备使用的具有收缩的MAC报头的帧格式的一个例子；图71表示根据本发明的第十三实施例，具有收缩的MAC报头的MAC帧的产生，和从收缩的MAC报头再现MAC报头的过程的一个例子；图72表示根据本发明的第十三实施例的收缩MAC报头的第一例子；图73表示根据本发明的第十三实施例的收缩MAC报头的第二例子；图74表示根据本发明的第十三实施例，在包括密码消息验证的情况下，具有收缩的MAC报头的MAC帧的产生，和从收缩的MAC报头再现MAC报头的过程的一个例子。
具体实施例方式
下面参考附图，说明本发明的实施例。
图1是表示根据本发明的第一实施例的通信设备的结构的方框图。通信设备100是通过无线链路与另一通信设备通信的设备，包括分别对应于物理(PHY)层，MAC层和链路层的处理单元101，102和103。根据实现要求，这些处理单元被实现成模拟或数字电子电路，或者被实现成将由包含在LSI中的CPU执行的固件等。天线104与物理层处理单元101连接。MAC层102具有根据本发明的聚合处理装置。
聚合处理装置105产生一个包括多个媒体接入控制(MAC)帧的物理(PYH)帧。媒体接入控制帧是例如MAC协议数据单元(MPDU)，并且可以是执行表观修改，并且不包括任何MAC报头的MAC服务数据单元(MSDU)。产生的物理帧由物理层处理单元101处理，并通过天线104发射。在本说明书中，该通信系统将被称为“帧聚合”。帧聚合适合于目前正在标准化的下一代高吞吐量无线LAN通信(IEEE802.11n标准)。
MAC超帧(MAC聚合帧)的基本帧格式具有至少一个MAC超帧报头和MAC超帧报头之后的至少一个MAC超帧有效负载。
收到MAC超帧的终端判断该帧是否被自寻址，并执行每个MPDU的循环冗余校验(CRC)计算。之后，检查MAC超帧报头中的Ack策略位图字段。当出现要求部分Ack的标记“1”时，对部分Ack帧的对应位图设定为“1”或“0”的值(当CRC被计算并且正确接收时，设置“1”。当帧被错误接收时，设置“0”)。其Ack策略位图为“0”的MPDU希望依据Ack策略“No确认”的传输，于是，与CRC的计算结果无关地设置为“0”的值。
在数据源从目的地终端收到部分Ack的情况下，它自己高速缓存的Ack策略位图信息与部分Ack位图冲突。虽然要求Ack，部分Ack位图的比特信息为“0”。从而，对应的数据帧需要重传。
下面将说明帧聚合中的部分Ack。传送MAC超帧的终端的MAC层相对于来自上层的数据帧确定每个Ack策略。这种情况下，当在部分Ack中指定Ack策略时，意味着“该数据帧是帧聚合的目标，并且需要来自接收方的ACK响应”。
就供传输帧之用的ACK机制来说，在IEEE802.11e中已定义了三种机制“标准确认”(标准Ack)，“No确认”(No Ack)，和“块确认”(块Ack)。
“标准确认”是IEEE802.11支持的一种标准数据传输方法，其中在传送一个单播数据(或管理)帧之后，终端等待一段时间，直到它从目的地终端收到ACK帧为止。当发生超时时，再次执行随机补偿程序，以便重传该数据帧。在“标准确认”中指定的数据帧应被排除在帧聚合目标之外，并根据现有IEEE802.11标准中的程序被传送。
“No确认”是当传输信道相当稳定时使用的数据传输方法。根据该方法，终端传送新的数据帧，而不等待从目的地终端接收ACK帧。
“块确认”是以突发方式，每隔短帧间间隔(SIFS)(Short Interframe Space interval)连续传送单播数据帧的数据传输方法。该方法被用于利用块Ack帧，实现有选择的重复重传。
要注意的是就MAC超帧，响应控制(确认)，重传控制，QoS和同时联播(simulcast)的各种构成例子来说，可参考根据本申请的申请人的在先申请的日本专利申请No.2004-004847，2004-063237，，2004-110446的说明。
(第一实施例)第一实施例涉及当把多个MAC帧(MPDU)聚合到一个物理帧中时，把变长位图信息和位图的数据长度包括在MAC超帧报头中的通信设备。具体地说，物理帧具有由和多个MAC帧对应的比特组成的变长位图信息，和该位图信息的长度信息。
如图2中所示，当Ack策略位图20被包括在MAC超帧报头21中，并被传送给MAC超帧时，在发射/接收终端之间需要事先进行协商，并且在接收方需要掌握Ack策略位图20的长度。诸如IEEE802.11e的HCCA中的业务量流的信标或设置之类的各种方法被看作协商方法。要注意的是本发明并不把通过协商通知Ack策略位图长度局限于某一特定方法。但是，只要在MAC超帧的接收方事先不知道该大小信息，那么Ack策略位图20就不能被正确抽取。
另一方面，在第一实施例中，能够描述变长位图信息，并且如图3中所示定义位图信息字段。即，位图的类型(Ack策略位图等)由位图ID字段31定义，例如用字节指出实际的位图信息(位图信息字段33)的长度32。因此，Ack策略位图可被变长地隐藏到一个MAC超帧单元中，而不必事先进行任何协商。
图3中所示的位图元素的例子包括“Ack策略位图”，“多址位图”等，并且它们可由位图ID 31识别。要注意的是，不必说，位图(位图ID)并不局限于它们。
当如同在图4的一个例子中，12个MPDU被聚合到一个MAC超帧40中时，作为Ack策略位图，需要一个大小为2字节的位图，于是，在位图信息33的长度字段32中指定“2”。在位置ID字段31中指定和Ack策略位图对应的ID。
(第二实施例)根据第二实施例的通信设备是一个MAC超帧接收终端，和利用计时器，关于从接收缓冲器抽取帧，并把该帧转发给上层的每个优先级，管理时间的通信设备。该设备还是一个MAC超帧发射终端，和关于从缓冲器抽取帧，并把该帧转发给上层的每个优先级，向接收方指出计时器设置的通信设备。
当多个MAC帧被聚合到一个物理帧中，并根据IEEE802.11e的HCCA系统传输时，对每个业务量流(traffic streamTS)分配一个序列号。序列号需要是连续的，并且该帧在接收方被缓存，如图5中所示。
在图5的例子中，在MAC超帧中存在具有三种优先级“高优先级”、“中等优先级”和“低优先级”的MAC帧50、51、52，并且表示了头帧53、54、55指示重传错误的情况。当关于每个业务量流连续收到序列号时，MAC层可把该帧转发给上层(例如，网络层)。但是，在图5中，(序列号“2”的及之后的)后续帧在缓冲器中等待(接收缓冲状态56、57、58)。
在IEEE802.11中，当不能接收序列号比在接收方的缓冲器中等待的帧的序列号小的帧时，发生超时，所有累积的帧被转发给上层(例如IP)。当对每个优先级进行滑动窗口控制时，在发射/接收方根据优先级管理序列号。于是，存在对延迟时间敏感的业务量流和对延迟时间的容许度相当大的业务量流被按照相同方式处理的问题。
为了解决该问题，在第二实施例中，如图6中所示，在MAC超帧接收方，关于每个业务量流分别在缓冲器60、61、62中布置计时器1、2、3，并根据独立工作的计时器的操作，为每个业务量流管理缓冲器。当计时器1、2、3超时时，保存在对应缓冲器60、61、62中的帧从缓冲器被释放，并被转发给上层。
可根据图7A中所示的流量规范(TSPEC)70的延迟限度字段71，确定对各个计时器1、2、3设定的值(超时时间)，延迟限度字段71规定在标记MSDU从本地MAC-SAP到达本地子层的时间和成功地完成对目的地的MSDU传输或重传的时间之间测量的，允许的传送属于该TSPEC中的TS的MPDU的最大时间量(微秒)。即使在达到重传上限时间之前，超过延迟限度的帧也在发射方(或接收方)被丢弃。对业务量流(TS)的每个优先级设定该延迟限度，并使之与对计时器1、2、3设定的值相匹配。
另一方面，利用图7B中所示的TSPEC的TS Info字段72的保留字段，可用毫秒单位指定在MAC超帧接收方每个业务量流的超时时间。另一方面，可对TSPEC扩展一个新字段，并增加用于指定超时的信息。
(第三实施例)根据第三实施例的通信设备是把具有多个优先级的MAC帧聚合到一个物理帧中，以便传输该帧，并且之后根据来自接收方的部分确认信息，改变用于每个优先级的窗口大小(一次可传送的最大数目)，以便重传MAC超帧的通信设备。
如图8中所示，假定多个优先级的MAC帧(MPDU)被组合到一个物理帧中，并作为一个MAC超帧被传送。在图8中例子中，为每个优先级定义窗口81、82、83的窗口大小(一次可传输的帧的数目)，并且假定高优先级(例如VoIP)为“3”，中等优先级(例如视频)为“3”，低优先级(例如ftp)为“2”。假定在发射/接收终端之间事先进行协商，确定可被聚合到MAC超帧80中的MAC帧的最大数目。例如，假定该数目为8(可利用信标进行协商，或者在业务量流的设置时间进行协商，不特别规定协商方法)。不必说，根据情况，该数目是可变的。此外，如图9中所示，考虑了根据部分Ack 90重传MAC超帧的情况。即，根据部分Ack 90中的部分Ack位图91，由于高优先级的头帧和低优先级的第二帧未被成功接收，因此高优先级的序列号“1”和低优先级的序列号“2”是重传目标。另一方面，中等优先级的帧可被成功接收，不要求任何重传。因此，窗口82、83的起点被移动，对应于窗口大小可聚合新的帧，产生将被重传的MAC超帧92。这里，如上所述，可被聚合的MAC帧的最大数目为8。但是，如图9中所示产生的MAC超帧92包括6个MAC帧，存在传输信道的浪费。这是因为每个优先级的窗口大小始终是固定的。
为了解决该问题，在本实施例中，每个优先级的序列号的起点被移动，窗口大小被恰当地改变。
例如，如图10中所示，只有一个具有高优先级的帧可被组合，但是可被聚合到整个MAC超帧中的帧的数目留有余量。于是，可被聚合的帧的最大数目被假定为上限，具有中等优先级的聚合帧的数目被尽可能地增大。在图8的阶段中，具有中等优先级的可传输帧的初始值为3帧。但是，由于只传输一个具有高优先级的帧，因此中等优先级窗口100的窗口大小从3帧放大到5帧。
于是，和可被聚合的帧的最大数目对应的8帧被聚合到根据本实施例产生的MAC超帧101中，和如图9中所示，其中聚合6帧的MAC超帧92相比，能够提高传输效率。
作为执行的重传过程的结果，能够传输具有高优先级的更多帧。随后，各个优先级的窗口大小再次被返回初始值(在本例中，高优先级被返回“3”，中等优先级被返回“2”，低优先级被返回“2”)，QoS数据被聚合到MAC超帧中。
(第四实施例)第四实施例涉及块Ack程序。图11表示一系列的(立即型)标准块Ack。另一方面，在IEEE802.11中，如图12中所示，QoS控制字段121被加入MAC报头120中，ACK策略122被指定，因此能够实现各种确认模式，例如“No Ack”(不要求任何Ack的传输)，“块Ack”和“标准Ack”。这里，关于块Ack指定的QoS数据，如图11中所示，在每隔短帧间间隔(SIFS)传送数据之后，传送一个块Ack请求110。发射终端从目的地终端收到响应块Ack请求的块Ack 111。块Ack请求110和块Ack 111需要产生用于每个业务量标识符(trafficidentifierTID)优先级的数据。
在块Ack的聚合例子1中，将以SIFS间隔传送的块ACK目标的QoS数据帧被聚合到一个物理帧中并被传送。
例如，如图13中所示，在MAC超帧报头130之后，聚合其ACK策略是块Ack，并且被局限于具有相同目的地的QoS数据的MAC帧131。
如图14中所示，首先传送其中聚合关于TID1的QoS数据的MAC超帧140。随后，在SIFS周期之后，传送其中聚合关于TID2的QoS数据的MAC超帧141。在SIFS周期之后，传送关于TID1的块Ack请求142。此外在SIFS周期之后，传送关于TID1的块Ack 143。在关于TID1的块Ack 143的SIFS之后，传送关于TID2的块Ack请求144。此外在SIFS周期之后，传送关于TID2的块Ack 145。要注意的是，在发送对应TID的QoS数据之后，传送块Ack请求的计时不必特别受到限制。即，在图14中，在传送MAC超帧140后的SIFS周期之后，可传送块Ack请求142。
根据块Ack的聚合例子1，块Ack目标的多个QoS数据帧被聚合到一个MAC超帧中，并被传送，从而能够提高传输效率。
在块Ack的聚合例子2中，如图15中所示，除了QoS数据帧150的聚合之外，块Ack请求帧151也被聚合到一个物理帧(MAC超帧)中。
在MAC超帧的聚合最大数为例如8帧(假定事先通过协商认识到最大聚合数)的情况下，七个QoS数据被聚合，一个块Ack请求帧被附加到聚合PSDU(PHY服务数据单元)的尾部。根据MAC超帧报头的MPDU长度字段152，在接收方恰当地处理块Ack请求帧151。这里，在QoS数据之前不能聚合块Ack请求。因为，如块Ack请求帧151所示，为了依据块Ack起始序列控制字段确定QoS数据的接收状态目标的起始序列号，需要预先进行QoS数据的处理(错误计算)。
图16中表示了本例的块Ack序列。除了多个QoS数据帧之外，块Ack请求被进一步聚合到MAC超帧160、161中，从而能够提高传输效率。
在块Ack的聚合例子3中，QoS数据帧和关于多个TID提出的对应的块Ack请求被聚合到一个物理帧中并被传送。
如图17中所示，具有关于不同TID的Ack策略“块确认”170、171的QoS数据，以及对应的块Ack请求172、173被聚合到一个物理帧中，从而产生一个MAC超帧。如图18中所示，当产生的MAC超帧被传送时，能够进一步提高传输效率。
在不要求任何Ack的Ack策略“No确认”MAC帧，和要求与按照突发方式传送的MAC帧对应的确认的Ack策略“块确认”MAC帧被混合的情况下，根据块Ack的聚合例子4的通信设备聚合MAC帧。
如图19中所示，本例的MAC超帧具有位图ID字段190，长度(位图长度)字段191，和变长位图(位图信息)192。在位图ID 190中，描述指示位图类型(位图元素)是Ack策略“No确认”和Ack策略“块确认”的组合策略的标识符(ID)。在长度字段191中，用例如字节单位，说明位图信息192的长度。
在位图信息192中，在聚合到MAC超帧中的多个MAC帧中，说明识别为“No确认”的MAC帧和为“块确认”的MAC帧的信息。例如，在图19中所示的帧聚合例子中，总共聚合8个MAC帧，其中3帧(QoS数据1-3)需要利用块Ack的确认，5帧(图19只表示了QoS数据1、2)不需要任何ACK。
这种情况下，例如，当要求块Ack的比特为例如1时，位图信息192指示“11100000”，并在发射方被设置(要注意的是，不必说，该比特可以是负逻辑值)。接收终端根据位图信息192产生块Ack，并把该ACK返回给发射终端。
例如，如图20中所示，假定MAC超帧2002从发射终端被传送，在MAC超帧2002之后，从发射终端传送块Ack请求2003。接收终端根据包括在MAC超帧2002中的位图信息2001判断MAC超帧2002中的前三个MAC帧需要MAC超帧2002中的块Ack，剩余的5个MAC帧不需要任何ACK。响应来自发射终端的块Ack请求2003，接收终端返回块Ack 2004的信息。
根据块Ack的聚合例子4，通过具有不同Ack策略的MAC帧的聚合，能够提高传输效率。要注意的是，位图信息不必必须如同本例中那样具有可变长度，它可以具有固定长度。这种情况下，不需要任何长度信息。
要注意的是，块Ack的聚合例子4可由QoS数据和块Ack请求的帧聚合，或者由关于多个TID中的每一个的QoS数据和块Ack请求的帧聚合实现。这种情况下，能够实现同时支持“No确认”和“块确认”Ack策略的传输。
(第五实施例)当固定业务量流的MSDU大小，以便把多个MPDU聚合到一个物理帧中时，根据第五实施例的通信设备把指示MPDU数目的信息包括在MAC超帧报头中。
在IEEE802.11e中，当利用HCCA进行通信时，QoS站(QSTA)在QoS接入点(也被称为混合协调器HC)中设置业务量流。图21表示在设置业务量流时使用的TSPEC 210。TSPEC具有标称MSDU大小字段211。标称MSDU大小字段211为2字节长，包含按照该流量规范，以字节为单位规定属于TS的MSDU的标称大小的无符号整数。如果固定子字段被设为1，那么MSDU的大小被固定并由大小子字段212指示。如果固定子字段被设为0，那么MSDU的大小可能不被固定。
当聚合到MAC超帧中的MAC协议数据单元(MPDU)的大小具有可变长度时，用于识别每个分段的MPDU长度字段是必需的。当在设置业务量流时被事先告知MSDU具有固定长度时，MPDU长度字段可被省略，代之以可设置聚合的MPDU的数目。于是，能够减小其中保存MPDU长度字段的MAC超帧报头的大小。
图22表示根据第五实施例，其中MPDU长度是固定长度的MAC超帧。根据MAC超帧报头220中，指示聚合的MPDU的数目的字段(图22中的聚合数目字段)221，能够抽取MPDU 1、2、3...。要注意的是，在图22的例子中，具有等值的TSID 222的帧可被聚合到一个MAC超帧中。
在MPDU中，MAC报头(包括IEEE802.11e中的QoS控制字段)和FCS(帧检查序列)被加入MSDU中。MAC超帧的接收终端首先计算MAC超帧报头的错误(利用报头CRC 223)。当帧可被正确接收时，根据TSID字段222判断聚合在MAC超帧报头中的MPDU的TSID。当获得TSID信息时，从业务量流的设置中检测出MSDU的固定长度。另一方面，每个MPDU的长度对应于标称MSDU长度(固定的)和包括QoS控制字段的MAC报头长度及FCS长度的总和。接收终端判断MPDU的每个接收状态，根据结果产生部分Ack，并向MAC超帧的发射终端返回确认。
例如，在传输控制协议(TCP)由诸如文件传输协议(FTP)应用程序使用的情况下，在通信结束时(例如文件下载结束)时，数据帧的长度有时缩短。当指定业务量流上具有固定长度的标称MSDU长度时，在MAC层中不能发射/接收最后一帧。这种情况下，当产生MSDU时，为“0”的比特串被填充到后部，实现固定长度MSDU。接收方利用来自MAC的上层中的IP报头的长度字段，抽取具有正确长度的有效负载。由于MSDU具有在建立业务量流时指定的固定长度，因此能够正确地进行MAC层中的通信。
另外，当建立多个业务量流，并且对应于各个业务量流的所有标称MSDU长度字段被指定为固定长度时，通过聚合具有不同业务量流标识符(TSID)的多个MPDU，构成一个MAC超帧，并且该MAC超帧可作为一个物理帧被传送。
根据本实施例的另一通信设备是把多个业务量流中指定为固定长度的MAC帧聚合到一个物理帧中，并且把指示业务量流标识符的信息，和指示每个业务量流的聚合MPDU的数目的信息包括在报头中，以便传送该信息的通信设备。
图23表示了在混合多个TSID时，固定长度MAC帧的聚合。在本例中，指示聚合TSID的数目的字段(TSID的数目)231被加入MAC超帧报头230中。MAC超帧报头230具有变长字段232，变长字段232具有一对TSID，和根据TSID的数目，相对于TSID指示聚合MPDU的数目的字段。
接收MAC超帧的终端根据MAC超帧报头230检测聚合TSID的数目，以及MPDU的数目。就具有固定长度的MPDU的长度来说，按照如上所述的相同方式，关于每个业务量流计算MPDU长度(它是固定MSDU长度，MAC报头和FCS的总和)的合计值。当如同上述FTP应用中一样，来自上层的数据帧的长度缩短时，“0”被填充到MSDU的后部，能够设定固定的长度。即使在这种情况下，由于指示IP报头的IP数据报文长度的字段值不能被重写，因此上层的数据有效负载也不受影响。应注意的是就MAC超帧的格式来说，利用MAC超帧报头的MPDU长度字段，可聚合具有不同长度的MPDU。如同本实施例中一样，具有固定长度的MPDU被聚合，指示MPDU的数目的信息可被加入MAC超帧报头中。MAC超帧报头要采用的格式以事先在发射器/接收器之间进行协商的假定为基础(不同于本实施例的目标的一种特定协商方法)。
下面的第六-第十一实施例涉及多个MAC帧的聚合，其中多个目的地是目标，并且执行同时联播传输。
一般来说，在无线LAN的MAC层中对一个目的地终端的一个MAC帧的传输被称为“单播”，其中多个目的地是接收目标的一个MAC帧的传输被称为“组播”。另一方面，在本发明的实施例的说明中，把多个MAC帧聚合到一个物理帧中，并且多个目的地作为接收目标的传输将被称为“同时联播”。
这里，考虑具有多个目的地的MAC帧被简单地聚合到一个物理帧中，并且从AP向每个STA同时联播的情况。在这种情况下，存在就同时联播MAC超帧来说，来自每个接收终端的部分Ack帧冲突，从而不能正确地进行通信的问题。根据IEEE802.11的定义，收到单播数据帧的STA并不确认信道状态，并且在过去SIFS间隔之后立即返回ACK帧。于是，来自多个STA的ACK帧发生冲突的可能性极高。
为了解决该问题，在根据本发明的实施例的通信系统中，包括多个目的地MAC超帧从AP向STA同时联播。当每个STA向AP传送一个ACK帧时，传输计时最好被移动，以便避免与来自另一STA的ACK帧冲突(这将被称为差时ACK)。
在另一终端差时返回部分Ack的时候，每个终端恰当地设置NAV，并停止数据帧等的传输。要注意的是NAV持续时间由剩余终端的数目×(SIFS+ACK传输时间)来确定。本发明的该实施例中假定来自每个STA的ACK的传输速率相等。但是，如果每个STA的ACK传输速率不同，那么最好计算对应的ACK传输时间。
(第六实施例)当把给多个目的地的MAC帧聚合到一个物理帧中以便传送该帧时，根据第六实施例的通信设备把指示和MAC帧的目的地对应的序数的信息加入每个MAC帧的前部。
当给多个目的地的MAC帧被聚合到一个物理帧中并被传输时，指示每个目的地的划分的信息(多址位图)被认为将被加入到MAC超帧报头中。但是，在本实施例中，如图24中所示，大小约为1个字节的附加字段240被加入每个MAC协议数据单元(MPDU)的前部，以代替多址位图。每个加入的字段240描述指示和该MPDU对应的目的地的序数的信息(称为POS(位置)字段)。
当构成包括具有不同目的地的多个媒体接入控制帧的物理帧时，多址位图指示和包含与物理帧中的前一MPDU的目的地相比，其目的地变化的帧的位置相关的信息。具体地说，该信息包含与聚合的MAC帧对应的比特，并且指示多个目的地划分。
图24的例子表示8个MPDU被聚合的情况，但是该数目不是固定的。例如，在图24的例子中，从头部开始的给目的地(DEST)“α”的四个MAC帧被聚合，指示第一目的地的信息“1”被加入到添加到每个前部的POS字段中。在给目的地β的后续MAC帧的前部的POS字段中描述指示第二目的地的信息“2”。这里，如果所有POS字段的值都是“1”，那么意味着在MAC超帧中只聚合了给一个目的地的MAC帧。
当MAC超帧报头具有MPDU长度字段时，在该字段中描述每个MAC帧的长度，根据该长度可切掉在MAC超帧有效负载中聚合的数据帧。另一方面，在其中向MPDU的前部增加一个POS字段的本例中，在MPDU长度字段中描述等于(POS字段(此时为一个字节)+MPDU长度)的值。在本实施例中，在POS字段和MAC报头及帧体字段的所有字段内计算FCS字段。从而能够检测POS字段相对于MAC报头或MAC帧体的错误。
根据MAC超帧报头中的多址位图，能够判断给多个目的地的MPDU的存在，不过可以与多址位图无关地设置一种格式。例如，如图25中所示，指示聚合目的地的数目的目的地数目字段251被加入MAC超帧报头250中。当字段251的值为1时，在MAC超帧中只存在一种地址。后续目的地字段252和POS字段253指示目的地地址和该目的地的序数。例如，在图25中，假定给目的地“α”的MPDU，和给目的地“β”的MPDU被聚合。在目的地数目字段251中描述值“2”，以便指出存在两个目的地。目的地字段252和POS字段分别具有6字节(用于MAC地址)和1字节的固定长度。在图25的例子中，在目的地1字段中描述目的地α的MAC地址，在POS1字段中描述指示目的地α的序数的信息。在目的地2字段中描述目的地β的MAC地址，在POS2字段中描述指示目的地β的序数(本例中为2)的信息。
要注意的是，在假定根据聚合MAC帧的顺序描述MAC超帧报头250中的目的地字段252的情况下，不需要POS字段253。
(第七实施例)当把给多个目的地的MAC帧聚合到一个物理帧以便传送该帧时，根据第七实施例的通信设备把关于多个目的的地信道使用持续时间包括在MAC超帧报头中。
在本实施例中，当同时联播给多个目的地的MAC超帧时，来自每个目的地的确认帧不必等于MAC报头内的持续时间值。
第七实施例涉及每个ACK具有可变长度的情况。如图26中所示，关于每个目的地的信道使用持续时间(持续时间1，持续时间2)在MAC超帧报头260中描述。通常在IEEE802.11标准中，在单播数据MAC帧的持续时间字段中描述(短帧间间隔(SIFS)时间+ACK传送时间)。关于数据帧的持续时间值计算以确定传送帧交换序列中的控制帧的数据速率的规则为基础。要注意的是，如图27中所示，可构成MAC超帧报头270。这种情况下，不包括任何多址位图，并且信道使用持续时间和目的地一起被说明。当假定在MAC超帧中关于每个目的地聚合MPDU时，不特别需要MAC超帧报头270中的目的地字段。
对MAC超帧的部分Ack响应的大小与聚合的MPDU的数目成正比地增大。例如，当聚合在MAC超帧中的MPDU的数目为8时，部分Ack响应的部分Ack位图的大小为1字节。但是，当聚合的MPDU的数目为9或更大(在16之内)时，部分Ack位图需要2字节的大小。即，MAC超帧发射终端能够依据指示将关于每个目的地被聚合和传送的MPDU的数目的信息，估计来自目的地的差时ACK的每个传送时间。
例如，如图28中所示，考虑16个MPDU被聚合并被传递给两个目的地DEST1和DEST2(13个MPDU给DEST1，3个MPDU给DEST2)的情况。由于每个目的地产生的部分Ack响应的长度不同，因此确定对应的持续时间值280、281。在13个MPDU被聚合并被传递给DEST1的情况下，部分Ack位图的大小为2个字节。当3个MPDU被聚合并被传递给DEST2时，该大小为1个字节。
在图28的例子中，在收到同时联播MAC超帧之后，在SIFS间隔之后，DEST1的终端返回部分Ack 282。其次存在DEST2的终端的地址。在等待持续时间1(直到DEST1的部分Ack的传输结束为止)+SIFS时间的值之后，该终端传送它自己的部分Ack 283。在完成传送部分Ack 282之后，DEST1设定和剩余的持续时间值的总和对应的网络分配矢量(NAV)284。其目的在不存在于MAC超帧中的终端设定MAC超帧报头的持续时间字段的总和值的NAV。在图28的例子中，除DEST1、DEST2之外的终端(其它STA)设定和MAC超帧报头的持续时间的值的总和(把持续时间1和持续时间2的值相加而获得的值)对应的NAV 285。
图29是表示接收终端的操作的流程图。在收到具有多个目的地的MAC超帧(步骤S1)之后，接收终端计算MAC超帧报头的错误(步骤S2)。当作为错误计算的结果，存在一个错误时，该MAC超帧被丢弃(步骤S3)。在信道变得空闲之后，执行扩展帧间间隔(EIFS)的持续时间载波检测(步骤S4)。
当报头没有错误时，对每个MAC帧检查错误(步骤S5)。随后，检查聚合在MAC超帧中的MAC帧的目的地的数目(M)，和存在的其自身终端的MAC地址的序数(N-th)(步骤S9)。
例如，给和DEST1对应的接收终端的MAC帧首先被聚合(N＝1)，按照和通常的帧聚合类似的顺序，在SIFS间隔之后(步骤S15)，接收终端传送部分Ack帧(或者在IEEE802.11e中定义的块Ack)(步骤S16)。之后，终端设定和持续时间2-M的值的总持续时间对应的NAV，并停止数据帧的传输，同时另一终端(DEST2，其它STA)差时返回部分Ack(步骤S17)。
在DEST1传送部分Ack(步骤S11)之后，过去SIFS间隔之后(步骤S12)，其次聚合的DEST2传送部分Ack(步骤S13)。此外，在它自己的终端传送部分Ack之后，设定和持续时间N+1-M的值的总持续时间对应的NAV(步骤S14)。
在其终端是目的地的MAC帧不存在于MAC超帧中的情况下，设定与持续时间1-M的值的总持续时间对应的NAV(步骤S7)。
图30、31表示了本发明适用的无线通信系统的结构例子。其中多个MAC帧被聚合到一个物理帧中的通信系统适合于AP(或IEEE802.11e的混合协调器HC)和STA之间的下行链路和上行链路传输，STA之间依据独立基本服务集(IBSS)的ad hoc通信，和QSTA之间依据IEEE802.11e的直接链路建立(DLS)的通信。
(第八实施例)第八实施例涉及其中进行同时联播的情况下的块Ack。根据第八实施例的通信设备把给多个目的地的具有Ack策略“块确认”的MAC帧聚合到一个物理帧以便传送该帧，向每个目的地传送块Ack请求，并接收块Ack。根据本实施例的另一通信设备把给多个目的地的具有Ack策略“块确认”的MAC帧，和块Ack帧聚合到一个物理帧中以传送该帧，并差时接收来自多个目的地的块Ack。
如图32中所示，在IEEE802.11e中，每隔SIFS间隔传送具有Ack策略“块确认”的QoS数据帧。
在本实施例中，给多个目的地的QoS数据帧被聚合到一个物理帧中，因此提高了传输效率。如图33中所示，表示多个目的地的存在的信息被加入MAC超帧报头中，为每个目的地划分QoS数据帧，并将其聚合到有效负载部分中。此时，可如同在上述图24、25中所示那样构成MAC超帧。不存在任何特殊限制，只要在MAC超帧接收终端方能够判断多个目的地的存在，以及相对位置。在图33的例子中，使用多址位图331。
此外，如图34中所示，给多个目的地的块Ack目标QoS数据帧被聚合到一个物理帧中，并作为MAC超帧340被传送，因此能够提高传输效率。图34表示响应MAC超帧340之后的块Ack请求341、342，从相应的目的地(QSTA1，QSTA2)传送块Ack 343，344。
此外，如图35中所示，最好不仅聚合QoS数据帧，而且还聚合块Ack请求350、351。这种情况下，为每个目的地划分帧和请求，并将其聚合，并描述每个帧(QoS数据，块Ack请求)的帧大小。因此，MPDU被恰当地切断，并且能够差时传送块Ack。在图36的例子中，产生具有给QSTA1的三个数据帧，给QSTA1的块Ack请求，给QSTA2的三个数据帧，给QSTA2的块Ack请求的一个MAC超帧360，并作为一个物理帧从HC向QSTA1、2同时联播。来自相应QSTA的块Ack361、362被差时接收，因此整个系统的传输效率被提高。
(第九实施例)当给某一目的地的多个MAC帧被聚合到一个物理帧中并被传送，但是在SIFS间隔之后，该目的地的终端不能传送ACK时，根据第九实施例的通信设备能够在事先设定为稍长的NAV持续时间内再次传送ACK帧。
当给某一目的地的多个MAC帧被聚合到一个物理帧中并被传送时，当在SIFS间隔之后，该目的地的终端不能传送ACK时，根据本实施例的另一通信设备能够把给另一目的地的MAC帧聚合到一个物理帧中以便传送该帧，并且差时传送ACK帧。
此外，当给多个目的地的多个MAC帧被聚合到一个物理帧中并被传送时，当在第一聚合目的地收到MAC超帧后的SIFS间隔之后不能传送任何ACK时，根据本实施例的另一通信设备在事先设定为稍长的NAV持续时间内从第一目的地开始顺序传送ACK帧。
在第九实施例中，在通信设备中采用在解码过程中需要更多时间的涡轮码，或者低密度奇偶校验(LDPC)码的情况下，解决了在IEEE802.11中确定的短帧间间隔(SIFS)内不能及时进行处理的问题。在多个MAC帧被聚合到一个物理帧中，并被传送给某一目的地之后，在SIFS间隔之后，目的地终端必须返回ACK，但是对于一些情况下的解码过程，不能传送任何ACK。
这种情况下，如图37中所示，将关于除目的地的终端之外的终端设定的持续时间的值被设定为稍长，因此对目的地终端给予再次传送ACK帧的机会。除目的地终端之外的终端设定确定的持续时间的网络分配矢量(NAV)370，并停止传输。于是，即使当目的地终端传送ACK帧时，也不会发生任何冲突。在假定某一目的地执行通常需要较长处理时间的编码过程，并且在SIFS间隔之后不能返回ACK的情况下，事先在基本服务集(BSS)中把该结果通知另一终端。在图37的例子中，只聚合给一个目的地的MAC帧。除目的地终端之外的接收终端设定例如为SIFS间隔和ACK传送时间的总和的两倍的持续时间NAV。这里，两倍的数值不是特别固定的，在无线终端之间可以通知持续时间的一段时间。MAC超帧发射终端可在MPDU的持续时间字段中描述恰当的值。
在图37的状态下(即，在MAC超帧中只聚合给一种目的地的MAC帧的状态下)，通常认为需要较长的解码时间。这种情况下，当如图38中所示聚合给多个目的地的帧(例如发送给DEST2、DEST3的帧)时，在SIFS间隔之后，第一目的地终端能够传送ACK的可能性增大。这基于这样的假设以符号单位进行编码过程，并且通常可用较少的处理时间传送ACK，只要在整个MAC超帧中保证用于对给第一目的地的帧(在图38的例子中，三个MPDU)解码的时间。
现在，考虑其中当给多个目的地的MAC帧被聚合到一个物理帧中，并被传送时，在SIFS间隔之后，第一目的地不能传送任何ACK的情况。这种情况下，该终端不需要事先把指示在SIFS间隔中，不能传送任何ACK的信息通知另一终端。如图39中所示，除第一聚合终端之外的终端DEST2、DEST3、其它STA设定大于平常值的NAV390、391、392。设定为稍大的NAV对应于(SIFS+第一目的地的ACK传送时间)。在图39的例子中，由于另一终端事先延长许多NAV，因此在已收到MAC超帧后的SIFS间隔之后，不能返回任何ACK的情况下，第一目的地能够再次传送ACK 393。要注意的是，在图39的例子中，在所有其它终端完成传送ACK之后，第一目的地传送ACK。但是，如图40中所示，可从第一目的地开始，顺序传送ACK 400、401、402。
(第十实施例)第十实施例涉及ACK的传输计时的指定。根据第十实施例的通信设备把给多个目的地的MAC帧聚合到一个物理帧中以便传送该帧，并且相对于每个目的地终端，把指定传送ACK的时间的信息包括在MAC超帧报头中。
代替在MAC超帧的接收终端计算传送ACK的计时，本实施例事先在MAC超帧发射方指定传送ACK的时间。图41-44中表示了发射方指定传送ACK的计时的情况下的帧格式。
图41和42表示其中ACK传送计时的时间指定信息被包括在MAC超帧报头410、420中的例子。ACK传送开始时间指示每个目的地应传送ACK的计时。具体地说，在收到MAC超帧之后，在SIFS+N(微秒)之后传送ACK，在ACK传送开始时间中描述N的值。这种情况下，就第一个目的地的ACK传送开始时间1来说，指定“0”。另一方面，可执行在收到MAC超帧后N微秒之后返回ACK的指定方法。利用指示部分Ack的大小，物理传输速率和目的地的序数，在传输方计算第二目的地的及其后的ACK传输计时。传送结束时间表示结束所有ACK的传输的预定时间。这是指示从收到MAC超帧到传送所有ACK为止所需的时间(单位为微秒)的信息。要注意的是，如果按照目的地的顺序聚合MPDU，那么不需要图41的MAC超帧报头420的目的地字段，但是该字段是另一情况(聚合的MPDU的顺序不一致的情况)所必需的信息。
图43表示ACK传送开始时间430和传送结束时间431被加入聚合在MAC超帧中的MPDU的前部。这种情况下，MPDU长度字段的值被增大ACK传送开始时间430和传送结束时间431的字段长度。在ACK传送开始时间430和ACK传送结束时间431及MPDU的所有字段内计算FCS。图44表示ACK传送开始时间440被加入聚合在MAC超帧中的MPDU的前部中，一个传送结束时间442被加入MAC超帧报头441中。在图43中，相对于包括时间字段，结束字段，MAC报头和MAC帧有效负载的目标进行MAC超帧有效负载中的FCS计算。在图44中，FCS的计算目标包括时间字段，MAC报头和MAC帧有效负载。
如图45中所示，DEST1的接收终端在ACK传送开始时间450开始ACK(部分Ack)的传输，并在传送ACK之后设定NAV 453，直到传送结束时间452为止。DEST2的接收终端在ACK传送开始时间451开始ACK(部分Ack)的传输。ACK 456的传输结束时间与传送结束时间452一致，不设置NAV。不是帧接收的对象的另一终端(其它STA)设置NAV 454，直到传送结束时间452为止。
(第十一实施例)根据第十一实施例的通信设备群聚指示关于每个优先级，就多个目的地来说需要和不需要ACK的MAC帧，把帧聚合到一个物理帧中，并传送该帧。每个目的地终端差时传送ACK。
如图46中所示，MAC超帧报头460既包括多址位图461又包括Ack策略位图462。每个接收终端能够根据多址位图461恰当地设定NAV，并计算ACK的传输计时。另一方面，根据Ack策略位图462，当给某一目的地的所有MPDU具有Ack策略“No确认”时，目的地不传送任何ACK，以后续目的地终端传送ACK的方式执行ACK控制。
例如，如图47中所示，由于给DEST2的所有MPDU具有Ack策略“No确认”，因此在结束ACK 470的传输之后，DEST3能够立即传输ACK 471。DEST2的终端设定NAV 472，直到所有ACK的传输结束为止。要注意的是，图46中所示的MAC超帧的报头结构仅仅是一个例子。当恰当地组合上述报头格式，或者指定ACK传输计时时，能够提高效率。
(第十二实施例)图48是表示根据本发明的第十二实施例的通信设备(接入点)的结构的方框图。通信设备100A是通过无线链路与另一通信设备通信的设备，包括分别对应于物理(PHY)层，MAC层和链路层的处理单元101A、102A和103A。根据实现要求，这些处理单元被实现成模拟或数字电子电路，或者实现成将由包含在LSI中的CPU执行的固件等。天线104A与物理层处理单元101A(下面将省略“处理单元”)连接。MAC层102A具有根据本发明的聚合处理装置105A。聚合处理装置105A包含载波检测控制装置106A，媒体接入控制装置108A，轮询/数据传输时间表控制装置1051，和重传控制装置107A。物理层101A被构造成能够处理两种物理层协议。为了处理相应的协议，物理层101A具有第一种物理层协议处理装置109A和第二种物理层协议处理装置110A。要注意的是，在该实现中，第一种物理层协议处理装置109A和第二种物理层协议处理装置110A通常共用电路，于是它们不必独立存在。
在本发明的该实施例中，第一种物理层协议由IEEE802.11a定义，第二种物理层协议被假定为在发射方和接收方利用多个天线的所谓多进多出(MIMO)采用的协议。即使当频带被保存相等，也能够预见基本与天线的数目成正比的传输容量的增大。于是，MIMO是有效的以IEEE802.11的更高吞吐量为目标的技术之一。假定链路层103A具有由IEEE802定义的平常链路层功能。采用的增大传输速率的技术并不局限于MIMO。例如，也可使用增大频带占有率的方法，或者该方法与MIMO的组合。
图49是表示根据本实施例的通信设备(终端)的结构的方框图。与图48中所示的通信设备(接入点)100A的主要区别在于接入点100A的MAC层102具有能够执行轮询控制的轮询/数据传输时间表控制装置1051，而终端100S的MAC层102S具有无轮询控制的数据传输时间表控制装置1052。其它结构组件与接入点100A的类似，附图标记的尾部变为“S”。
图50表示供根据本实施例的通信设备使用的帧格式的一个例子。帧格式200示意地表示与物理层和MAC层相关联的帧结构。更具体地说，该格式被假定为符合IEEE802.11的格式，或者其的扩展版本。要注意的是，IEEE802.11的帧被粗略地分成三类控制帧；管理帧；和数据帧；本发明中假定本实施例主要应用于数据帧和控制帧，但是不必排除对管理帧的应用。如图50中所示，帧格式200包含PHY报头201，MAC超帧报头202，MAC超帧有效负载203，和PHY报尾204。MAC超帧报头202和MAC超帧有效负载203对应于后面说明的PHY有效负载。
PHY报头201由接收通信设备(接入点，或终端)的物理层101处理。即，物理层101执行帧头部的检测，载波检测，计时同步建立，放大器的自动增益控制(AGC)，发射方载频的跟踪(自动频率控制)，传输信道估计等。物理层101还检测PHY报头201之后的PHY有效负载的调制方案和编码率，传输速率，和数据长度。
图51表示第一种PHY帧的格式的一个例子。当根据本发明的通信设备与现有的通信设备通信时，使用第一种PHY帧，第一种PHY帧由物理层101的第一种物理层协议处理装置109处理(这里采用依据IEEE802.11a的通信)。如图51中所示，第一种PHY帧，即，第一种PLCP帧包含物理层会聚协议(PLCP)301，PLCP长前同步码302，信号字段303，和数据字段304。信号字段303对应于PLCP报头305，并且如图所示，具有传输速率字段306和数据长度字段307。要注意的是，不必说，第一种PHY帧并不局限于IEEE802.11a定义的PYH帧。
图52表示第二种PHY帧的格式的一个例子。第二种PHY帧，即，第二种PLCP帧具有用于第一种物理层协议的第一报头部分401，和用于第二种物理层协议的第二报头部分402。第一报头部分401和第二报头部分402被沿着时间序列排列，并且对应于图50中所示的PHY报头201。
此外，第二种PHY帧具有在第二报头部分402之后的PHY有效负载403，以及尾比特和填充比特404。PHY有效负载403对应于所示的MAC超帧报头202和MAC超帧有效负载203，并且对应于物理层的格式中的PLCP服务数据单元(PSDU)。尾比特和填充比特404对应于图50的PHY报尾204。
用于第一种物理层协议的第一报头部分401包含PLCP短前同步码405，PLCP长前同步码406，和信号字段407。信号字段407对应于全部或部分PLCP报头，以以便执行物理载波检测的方式至少对传输速率字段408和数据长度字段409设定有效值。在信号字段407中，信息内容，调制方案等和图51中所示的第一种PHY帧的PLCP报头305的相同。
用于第二种物理层协议的第二报头部分402包含MIMO信号字段411，用于MIMO的PLCP长同步码410，和MIMO服务字段412。MIMO信号字段411具有如图所示的传输速率字段413和数据长度字段414，并在物理载波检测中被参阅。当能够解释第二种物理协议的MIMO的接收通信设备获得解码处理所必需的传输信道信息时，用于MIMO的PLCP长前同步码410被使用。
由于第二种PHY帧被形成为如图52中所示的格式，只可根据第一种物理层协议工作的现有通信设备至少能够解释第一信号字段407，根据信号字段407，正确地进行物理层的载波检测。于是，可在现有通信设备和除了第一种物理层协议之外，可根据第二种物理层协议工作的通信设备之间分享相同的物理层载波检测信息。要注意的是，现有的通信设备不能分享MAC层的载波检测信息，但是借助部分Ack，这不会导致任何问题。
指示当在物理媒体上传送PHY有效负载时，PHY有效负载的媒体占用持续时间(下面称为“物理占用持续时间”)的信息和信号强度一起被用作物理层的载波检测信息。一旦通过物理载波检测，了解了PHY有效负载的物理占用持续时间，那么接收通信设备认为物理媒体被占用该持续时间(PHY忙碌)。另外，对于信号强度超过某一阈值，也认为物理媒体被占用某一持续时间。根据在接收通信设备中检测到的PHY有效负载的传输速率(408或413)和数据长度(409或414)，可计算PYH有效负载的物理占用持续时间。具体地说，由八位字节长度表示的数据长度字段的值被除以传输速率字段的值。这也适用于图51中所示的第一种PHY帧。
要注意的是，当第一种物理层协议允许的PHY有效负载的最大数据长度(在IEEE802.11a中为4096个八位字节)实际小于第二种物理层协议允许的PYH有效负载的最大数据长度时，以PHY有效负载的物理占用持续时间是适当的方式，有意虚假地设定传输速率字段408和数据长度字段409。从而，能够分享物理层的载波检测信息。
这里，返回参考图50的描述。一个MAC超帧由包括多个MAC帧的单一PHY帧组成。在图中所示的帧格式200中，MAC超帧报头202具有固定的8个MAC帧数据长度字段1-8。要注意的是在本实施例中假定MAC超帧报头202具有固定的长度。但是，当增加指示MAC帧的数目的信息时，MAC超帧报头202可具有可变长度。
例如，当在MAC超帧有效负载203中只包括4个MAC帧1-4时，为0的值被埋入和并不存在于同一有效负载203中的MAC帧5-8对应的MAC帧数据长度字段5-8中。此外，在后面说明的传输控制期间，例如，MAC帧1和3需要被返回，但是MAC帧2和4不必被返回。这种情况下，MAC帧数据长度可被设为0，以便指定不是重传目标的MAC帧，比如MAC帧数据长度1＞0，MAC帧数据长度2＝0，MAC帧数据长3＞0，MAC帧数据长度4＝0。
要注意的是，为了指出MAC帧并不存在，也可使用除了其中MAC帧数据长度被设为0的方法之外的方法。例如，最多8个MAC帧可被包括在MAC超帧有效负载中，MAC帧1-4存在于MAC超帧中，MAC帧5-8并不存在。这种情况下，帧的存在可由8位位图指示。该位图是MAC超帧报头(未示出)的一部分。
HCS 205是报头检查序列，以这样的方式被加入报头202中，以致能够MAC超帧报头202中的错误是可检测的。当接收通信设备依据HCS 205检测到MAC超帧报头202中的错误时，认为包括在MAC超帧有效负载203中的所有MAC帧损坏。
为了在接收通信设备中防止缓冲器溢流，包括在MAC超帧有效负载203中的MAC帧的数目最好受到动态限制(滑动窗口控制)。
图53表示MAC帧的格式的一个例子。包括在图50的MAC超帧有效负载203中的一个MAC帧包含MAC报头500，帧主体501，和帧检查序列(FCS)502。MAC报头500包含帧控制字段503，持续时间字段504，地址字段505-507，和序列控制字段508。帧主体501具有在0～2312八位字节的长度范围中的可变长度，并且是对应于MAC协议数据单元(MPDU)的MAC帧的有效负载。
就通过第二种物理层协议(例如本实施例中的MIMO)的物理层的加速来说，在本实施例，多个MAC帧被包括在一个PHY帧中作为MAC超帧，因此该格式被有效地构成。于是，避免了可归因于该格式的整个PHY帧的开销，即PLCP报头，各种帧间间隔(IFS)，随机补偿等，并且能够显著提高通信的吞吐量。
图54表示根据本发明的第十二实施例的通信系统的一个例子。在该通信系统中，通信设备1(接入点)和通信设备2-4(终端)通过无线链路通信。所示的通信设备1具有图48中所示的结构。通信设备2、3(终端)具有图49中所示的结构。另一方面，通信设备4(遗留终端)只包含第一种物理层协议处理装置109S，不包含第二种处理层协议处理装置110S。于是，该设备对应于不传送任何MAC超帧的现有通信终端。
图55A表示了部分确认(部分Ack)帧的格式例子。指示该帧是部分Ack的值输入帧控制字段550的类型/子类别字段中。指示构成确认目标的数据帧是否被接收终端或接入点成功接收的确认状态的值输入部分Ack位图551。部分Ack被用于实现有选择的重复重传控制(所谓的选择性重复)。PHY反馈信息552可被包括在部分Ack帧中，以便返回物理层级别的信息。可给予实现部分Ack的可能轮询的信息(比特)(未示出)。
图55B表示了轮询(无数据)帧的格式例子。指示该帧是不包括任何数据的轮询帧(称为“轮询(无数据)”)的值输入帧控制字段553的类型/子类型字段中。当接入点向终端赋予传输权时，使用轮询(无数据)帧。接入点被假定符合IEEE802.11e“媒体接入控制(MAC)服务质量(QoS)管理”(目前的草案规范)，或者其扩展版本，或者可能不遵守该规范。要注意的是在IEEE802.11e中，物理接入点与称为混合协调器的时间表管理的逻辑实体区分开，不过可在不特别区分它们的情况下实现本发明的实施例。
图56A表示数据帧的格式例子。指示该帧是数据帧的值输入帧控制字段560的类型/子类型字段中。用户数据(通常，链路层请求MAC层传送该数据)进入MAC有效负载(或者MAC服务数据单元(MSDU))561中。
图56B表示数据+轮询帧的格式例子。指示该帧是包括数据的轮询帧(称为“数据+轮询”)的值输入帧控制字段的类型/子类型字段中。在接入点需要向终端分配传输权，并且接入点向终端传送用户数据562的情况下使用数据+轮询帧。
这些帧(MAC帧)可作为未被聚合的单一MAC帧被传送/接收，或者有时可和其它MAC帧一起被聚合到单一物理帧中，并作为MAC超帧被传送/接收。
要注意的是，常规的通信设备4(遗留终端)只能够传送/接收单一MAC帧，通信设备1(接入点)和通信设备2、3(MIMO处理终端)被假定为能够传送/接收单一MAC帧或者MAC超帧。
图57表示在图50中所示的多个MAC帧被聚合到单一物理帧中的情况下，基本聚合帧格式的所有MAC帧(MAC帧1-4)是数据格式。图57的帧被用于在终端和接入点之间，或者在终端之间相互传送/接收用户数据。
图58表示聚合帧格式的MAC帧1是部分Ack帧，MAC帧2是数据+轮询帧，MAC帧3、4是数据帧的情况。在接入点关于终端进行确认(部分Ack)，向终端分配传输权，并向终端传送用户数据的情况下，使用图58的帧。这里，作为确认目标的终端，将被赋予传输权的终端和作为数据传输目标的终端通常相同，但是并不禁止彼此不同。
图59表示聚合帧格式的MAC帧1是部分Ack帧，MAC帧2是轮询(无数据)帧的情况。在接入点对终端进行确认，并向该终端赋予传输权的情况下使用图59的帧。这里，作为确认目标的终端和赋予传输权的终端通常相同，不也也可彼此不同。
图60表示聚合帧格式的MAC帧1是轮询(无数据)帧的情况。在接入点向终端赋予传输权的情况下使用图60的帧。
要注意的是，多个MAC帧与一个聚合帧的组合并不局限于上述方法，其它各种组合也是可能的。
图61A表示在MAC报头中具有QoS控制字段的QoS数据帧的格式例子。指示该帧是QoS数据帧的值输入帧控制字段610的类型/子类型字段中。用户数据(通常，链路层请求MAC层传送该数据)进入MAC有效负载(或MAC服务数据单元(MSDU))611中。
图61B表示在MAC报头中具有QoS控制字段的QoS数据+轮询帧的格式例子。指示该帧是QoS数据+轮询帧的值进入帧控制字段612的类型/子类型字段中。在接入点需要向终端赋予传输权，并且接入点向终端传送用户数据613的情况下使用该QoS数据+轮询帧。
图61A中表示的QoS数据帧，和图61B中表示的QoS数据+轮询帧是图56A的数据帧和图56B的数据+轮询帧的QoS扩展，并且遵守IEEE802.11e或者作为其扩展，使用这些帧。
图62表示聚合的MAC帧是部分Ack，QoS数据+轮询，2个QoS数据帧的情况。图62的帧被用于在终端和接入点之间或者在终端之间相互传送/接收用户数据。另外，聚合帧格式中的上述数据帧可用QoS数据帧替换，或者包括QoS数据帧的另一组合也是可能的。
图63表示在使用IEEE802.11-1999定义的点协调功能(pointcoordicate furnctionPCF)的情况下，帧变化序列的一个例子。在IEEE802.11中，在争用期630中，终端和接入点利用CSMA/CA基站的分布式协调功能(DCF)公平地争夺媒体。在无争用期631中，接入点(或者称为接入点中的点协调器的逻辑实体)通过轮询控制所有媒体接入。接入点定期传送信标帧632。无争用期631由对应于无争用重复间隔(整数倍信标传输间隔)633开始，并由接入点传送的无争用结束(CF-End)帧634结束，或者随着CF_Max_Duration 635的过去而结束。除了接入点之外的终端在无争用期631中设定NAV 636，并认为媒体在MAC层忙碌。这禁止并不依赖于轮询的主动传输。
在CF时间(631)内，接入点能够传送MAC帧，例如轮询，数据，数据+Ack，数据+轮询，数据+Ack+轮询。被轮询的终端可传送数据，数据+Ack等。不被轮询的终端不能传送任何数据，但是能够关于从接入点传送的数据传送Ack。假定终端在SIFS周期中产生响应，接入点工作。当在SIFS中没有返回预期的响应时，接入点可启动将在下一PIFS之后排定的帧序列。
根据包括在信标或探测响应帧中的能力信息字段，能够判断接入点是否具有点协调功能(PCF)。在希望成为轮询目标的终端中，其自身的终端能够接收具有轮询功能的接入点的轮询，该终端传送包括指示登记到轮询时间表的能力信息字段的关联请求帧。
IEEE802.11e扩展了接入点通过轮询执行媒体接入控制的方法(HCF受控信道接入HCCA，混合协调功能HCF)。如图64中所示，与IEEE802.11的主要区别在于接入点(混合协调器)能够在争用期640中的任意时间启动用于轮询控制的受控接入期(CAP)641、642、643。即，在确认PIFS周期中媒体的空闲状态之后，接入点能够启动依据规范确定的任意帧序列。构成轮询目标的终端被赋予由轮询帧的QoS控制字段指定的传输机会(TXOP)期的传输权。在TXOP期中，终端可以SIFS间隔连续地发射/接收多个MAC帧。当终端传送空数据帧时，在结束指定TXOP之前，它可把传输权返回给接入点。
作为IEEE802.11e中的另一区别，确定希望轮询的终端应向接入点请求业务量流的设置。当业务量流被设置时，接入点以这样的方式控制终端的媒体接入，以便满足诸如波段和延迟之类的QoS请求。即，以这样的方式调度从接入点到终端的数据传输，以致在满足指定的QoS要求的情况下，传送满足指定的流量分类符(TCLAS)的MSDU。就从终端到接入点的数据传输来说，接入点以满足指定的QoS要求的方式轮询终端。
在IEEE802.11-1999，或者说IEEE802.11e的规范中，用于轮询控制的MAC帧，或者允许由轮询控制改变的MAC帧是与物理帧具有一一对应关系的单一MAC帧。这不是其中多个MAC帧被聚合到一个物理帧中的MAC超帧。但是，当多个MAC帧被聚合到单一物理帧中时，能够减少关于每个物理帧的附随开销(前同步码，物理报头，内间间隔(IFS)，随机补偿等)，并且能够提高MAC层的传输效率。下面将说明涉及聚合的MAC帧的轮询序列。
图65表示在用帧聚合扩展PCF的情况下的轮询序列的一个例子。无争用期由信标帧650启动。传送信标帧650的时间(计时)由接入点的轮询/数据传输时间表控制装置1051确定。在发送信标650之前，持续PIFS周期要求媒体的空闲。这由载波检测控制装置106A确认。在确认之后，媒体接入控制装置108A把信标帧650传送给物理层。信标帧650必须能够被包括假定为遵守IEEE802.11a的终端的通信设备4(STA3遗留)的所有通信设备接收。于是，该帧由控制IEEE802.11a的发射/接收的第一种物理层协议处理装置109A形成为第一种(IEEE802.11a)物理帧，并被传送。
下面，将说明该序列图中的符号的例子。
·F{BC(beacon)}它代表给广播地址的信标MAC帧，该帧作为不是MAC超帧的单一MAC帧被传送。
·SF{STA1(poll(no data))}它代表给STA1的轮询(无数据)MAC帧，该帧作为MAC超帧被传送。
·SF{STA1(pack)，STA2(poll(no data))}它代表作为通过聚合给STA1的部分Ack的MAC帧，和给STA2的轮询(无数据)MAC帧而获得的MAC超帧传送的帧。
在传输信标帧后过去SIFS之后，接入点向STA1传送轮询(无数据)帧651，以便向STA1赋予传输权。此时，对STA1的传输权的赋予由接入点的轮询·数据传输时间表控制装置1051确定。在本例中，轮询(无数据)帧651作为MAC超帧被传送(图中的“SF”是“超帧”的缩写)。
该MAC超帧由控制MIMO的发射/接收的第二种物理层协议处理装置110A形成为第二种物理帧，并被传送。但是，由于这里只需要一个MAC帧，因此该帧可作为平常的MAC帧被传送。这种情况下，该帧可由控制IEEE802.11a的发射/接收的第一种物理层协议处理装置109A形成为IEEE802.11a的物理帧，并被传送。
当从接入点以第二种物理帧的形式传送轮询帧651时，终端(STA1)能够依据MIMO PLCP长前同步码(图52)估计接入点和终端之间的MIMO信道的状态。通常，信道状态被检测，并且在发射方进行恰当的控制(例如，功率加载，比特加载，以及它们的组合，其中功率或信息量不是被平均分配的，而是被恰当地倾斜/分配给多个MIMO流或者多个OFDM的子载波)。已知传输信道容量因此增大。借助更简单的控制，例如，终端测量的接收功率的信息，能够控制传输期间的恰当传输速率(调制体系，编码率等)。
此外，接入点传送帧的情况下的参数，例如发射功率或天线增益的信息被包括在MAC超帧报头的PHY反馈信息5000(参见图50)中，因此能够校正信道状态的估计。即，可防止依据接入点和终端之间发射功率或天线增益的差异，错误地解释信道估计的结果。例如，虽然接入点的发射功率大于终端的发射功率，不过终端假定发射功率彼此相同。当终端估计信道时，错误地认识信道状态。当选择在错误认识的信道状态下认为可能的最大速率，并且终端向接入点传送帧时，接入点很可能收不到该帧。于是，把基于紧接在先的从相同终端到接入点的传输的物理层接收状态数据(信道估计信息，纠错量，接收功率)包括在PHY反馈信息5000中，对终端方的恰当传输控制有用。
返回图65的说明。收到来自接入点的轮询的终端(STA1)把给接入点的多个数据帧聚合到单一MAC超帧652中，并传送该帧。要传送的数据帧由图49中所示的数据传输时间表控制装置1052选择。当不必注意QoS等时，队列头部中的数据帧可被简单地顺序选为传输目标。当要求QoS时，具有高优先级的数据帧，或者处于定期传送该帧的计时的数据帧被首先选为传输目标。具有多个优先级的数据帧可被包括在单一MAC超帧中。
当收到对它自己的终端的轮询时，图49中所示终端的媒体接入控制装置108S以在SIFS之后传送MAC超帧的方式进行控制。MAC超帧被构成为包括如上所述由数据传输时间表控制装置1052选择的数据帧。MAC超帧由控制MIMO的发射/接收的第二种物理层控制处理装置110S形成为第二种物理帧，并被传送。
当收到帧时，接入点首先利用控制MIMO的发射/接收的第二种物理层控制处理装置110A(图48)接收物理层101A，抽取MAC超帧，并把该帧传送给MAC层102A。这种情况下，物理层101A中的接收状态的信息可作为附加信息被转发给MAC层102A。
接入点的重传控制装置107A依据FCS确定包括在MAC超帧中的每个数据帧是否被成功接收，并产生包括确认信息(部分Ack位图)的部分Ack帧。此外，物理层101A的接收状态的信息可被包括在部分Ack帧的PHY反馈信息中。轮询/数据传输时间表控制装置1051确认在终端(STA1)中没有要被传送的任何数据，并判断应继续向该终端赋予传输权。这种情况下，部分Ack帧和对终端(STA1)的轮询(无数据)帧被聚合，从而产生MAC超帧653。媒体接入控制装置108A以这样的方式控制对媒体的接入，以便在SIFS之后传送这样产生的MAC超帧653。该MAC超帧653由控制MIMO的发射/接收的第二种物理层协议处理装置110A形成为第二种物理帧，并被传送。
当收到帧653时，终端首先利用控制MIMO的发射/接收的第二种物理层控制处理装置110S(图49)接收物理层101S，抽取MAC超帧，并把该帧传送给MAC层102S。这种情况下，物理层101S中的接收状态的信息可作为附加信息被转发给MAC层102S。
部分Ack和轮询(无数据)被包括在MAC超帧653中。由于终端(STA1)被轮询，因此该终端能够把给接入点的多个数据帧聚合到单一MAC超帧中，并传送该帧。要传送的数据帧由图49中所示的重传控制装置107S和数据传输时间表控制装置1052选择。即，要重传的MAC帧由部分Ack识别。此外，数据传输时间表控制装置1052考虑新传送的MAC帧和要被重传的MAC帧的优先级，并选择实际要传送的MAC帧。简单地说，具有高优先级的帧可被首先传送。另一方面，例如，即使当分配给MAC帧的优先级较低，丢弃MAC帧的超时的剩余时间较短，也可按照在具有高优先级，但是直到超时时间为止才获得允许的MAC帧之前传送具有低优先级的帧的方式进行控制。当具有多个优先级的数据帧被包括到单一MAC超帧中时，不存在任何问题。
当收到对它自己的终端的轮询时，图49中所示的终端的媒体接入控制装置108S以在SIFS之后传送MAC超帧654的方式执行控制。MAC超帧654被构成为包括如上所述由数据传输时间表控制装置1052选择的数据帧。此外，物理层中的接收状态的信息可被包含在MAC超帧654的PHY反馈信息5000中。MAC超帧654由控制MIMO的发射/接收的第二种物理协议处理装置110S形成为第二种物理帧。
在传输期间，从接收的物理帧获得的关于信道状态的信息，包括在接收的部分Ack帧中的来自接入点的PHY反馈信息，和从部分Ack位图获得的正确接收率被考虑，并且可关于调制体系，编码率，功率比特加载等进行传输控制。
在存在在部分Ack位图中未成功接收后半部MAC帧的趋势的情况下，存在MAC超帧的传输所需时间大于信道寿命的可能性。于是，要被传送的MAC超帧的最大长度可被控制为有限。就含有MAC超帧的物理帧来说，根据其可估计信道的信息(已知信息，例如中同步码)自适应地不仅被加入帧的头部，而且还被加入帧的中间。因此，在信道状态极大地改变之前，能够校正信道估计。
下面将主要关于与图65的例子的区别方面，说明轮询序列的另一例子。
当收到需要响应的帧时，接入点的重传控制装置107A产生部分Ack帧。这里，轮询/数据传输时间表控制装置1051判断应优先考虑对终端STA2的传输权的分配，而不是对终端STA1的轮询和部分Ack的传输。假定已根据对于终端STA2的在先帧变化，对STA2形成了部分Ack帧，并且不存在要传送给终端STA2的任何帧。这种情况下，给终端(STA2)的部分Ack帧和轮询(无数据)帧被聚合，从而构成一个MAC超帧。媒体接入控制装置108A以在SIFS之后传送这样构成的MAC超帧的方式控制对媒体的接入。MAC超帧由控制MIMO的发射/接收的第二种物理层协议处理装置110A形成为第二种物理帧，并被传送。
收到MAC超帧的终端STA2选择要传送的数据帧，构成MAC超帧，并按照如上所述的相同方式，在SIFS之后把该帧传送给接入点。
虽然图65中未示出，当接入点传送如图63中所示的CF-End帧634，或者在CF_Max_Duration 635过去之前，结束执行轮询控制的无争用期。
图66中所示的另一序列例子与如图65中所示的借助信标帧启动CF期的轮询序列的不同之处在于接入点向自身传送CTS-self 660，从而产生CAP期。当TXOP指示的时间过去时，该CAP期结束。该例子的不同之处还在于SF{STA1(pack)，STA2(poll(no data))}的一个MAC超帧661向终端STA1传送部分Ack帧，另外还向终端STA2传送轮询(无数据)帧。在来自终端STA1的所有数据帧被接入点接收，并且不需要自终端STA1的重传的情况下，该MAC超帧有效。
图67表示了其中接入点对终端STA3(遗留)轮询的轮询序列。终端STA3是其上只安装了第一种物理层协议(例如IEEE802.11a)的遗留终端，并且包括轮询控制帧的接入点与遵守第一种物理层协议的终端STA3交换帧。假定终端STA3不能处理MAC超帧，MAC帧被单独发射/接收，而不存在任何聚合。
在图67中，当终端STA3连续传送MAC帧时，遵守IEEE80211e定义的块Ack帧改变程序。即，每隔SIFS间隔，以独立的物理帧的形式连续地突发传输QoS数据帧670、671。块Ack请求帧672和块Ack帧673实现确认。
由于就轮询、数据、响应帧等来说，对遗留终端STA3没有使用任何MAC超帧(聚合被禁止)，因此在网络具有遗留终端STA3的情况下，接入点能够共存并工作。要注意的是借助一些帧交换，接入点能够事先检测轮询目标终端是否是不对应于MAC聚合的遗留终端。
图68表示图65中所示的序列例子的修改。在MAC超帧传送轮询帧的情况下，不仅允许不具有任务数据的轮询(无数据)帧，而且允许具有数据的轮询(数据)帧。
本发明的上述实施例可被修改。这意味着按照如同MPDU中相同的方式格式化MAC超帧报头。图69表示了具有和MPDU相同的格式的MAC超帧报头1900的一个例子。例如，新定义了指示MAC超帧报头的值，并将其分配给包括在帧控制字段中的类型/子类型区中。根据该值，接收通信设备的MAC层确定是执行MAC超帧的处理还是平常MAC帧的处理。根据计算包括在MAC超帧中的另一MAC帧持续时间的方法，设定持续时间504的值。地址1字段505的值(接收器地址)被设定为等于包括在对应MAC超帧中的另一MAC帧的地址1的值。从而，规定接收通信设备的地址被设定到地址1字段505。
由于MAC超帧报头1900未被分段或重传，因此序列控制字段508的值不具有任何特殊的含义。于是，当一种MAC超帧被分配为控制帧时，序列控制字段508最好被省略。
当类型被定义为管理或数据时，序列控制字段508需要被布置，值需要被处理并与本发明的实施例的重传控制相符。例如，构成MAC超帧的一系列重传控制中的重传对象的MAC帧的序列号被假定为采用连续值。于是，在序列号被设定为不连续值的情况下，MAC超帧的一系列重传控制被立即结束，需要启动另一序列的重传控制。于是，避免了序列号的不连续性。另一方面，如果序列号变得不连续，那么需要继续一系列的重传控制。作为解决该问题的一个例子，当如同在本发明的另一实施例中所述那样，进行重传时的窗口控制时，可能分配给作为一系列重传控制中的重传目标的MAC帧的最大序列号的值已知。于是，存在以这样的方式连续分配值，以致序列号指示超过该最大值的值的方法。连续值需要被分配给包括作为重传目标的MAC帧的值。但是，在执行重传控制的过程中忽略作为重传目标的MAC帧的序列号，以致该值不连续的方法也是可能的。
包括在MAC超帧中的每个MAC帧的长度被设定到如图69中所示，与有效负载对应的部分1901中。用于处理片断的分段号可被包括在有效负载1901中。
FCS 502对应于图50中的HCS 205，可按照和平常MPDU中相同的方式使用FCS 502。例如，关于整个MAC超帧报头计算的CRC值被设定到FCS 502中。在接收通信设备依据伴随MAC超帧报头1900的FCS 502认识到MAC超帧报头1900损坏的情况下，按照和HCS 205检测到错误的情况下相同的方式处理报头。检测到损坏的接收通信设备丢弃整个MAC超帧。
(第十三实施例)第十三实施例从包括在单一物理帧中的多个MAC帧的MAC报头中除去了多余的元素，进一步提高了效率。
除去多余元素的MAC报头将被称为收缩的MAC报头。图70表示了包括具有收缩的MAC报头的MAC帧的MAC超帧结构的一个例子。在该例子中，MAC帧1具有平常MAC报头，但是MAC帧2、3、4具有收缩的MAC帧。
图71表示在发射方由具有平常MAC报头的MAC帧产生具有收缩的MAC报头的MAC帧的过程，和在接收方从具有收缩的MAC报头的MAC再现具有平常MAC报头的MAC帧的过程的一个例子。
如图70中所示，假定MAC超帧具有至少一个具有平常MAC报头的MAC帧。例如，假定具有地址SA的有线终端通过具有地址TA的接入点，把传送给具有地址RA的终端的多个MAC帧聚合到单一MAC超帧中。这种情况下，地址SA、地址TA(BSSID)、地址RA为所有MAC帧共有，并作为地址信息包括在MAC报头中。在发射接入点中，地址SA、TA、RA只留在单一MAC帧1的MAC报头中，地址SA、TA、RA从其它MAC帧2、3、4的MAC报头中被省略。由于MAC帧2、3、4的地址SA、TA、RA相同，即使在这种情况下，也能够在接收终端中，根据MAC帧1的MAC报头再现MAC 2、3、4的MAC报头(图72)。这是图72中的“除去包括在MAC超帧中，并可从另一MAC帧再现的MAC报头信息”的发射方过程，和“再现包括在MAC超帧中，并可从另一MAC帧再现的MAC报头信息”的接收方过程的一个例子。另外考虑持续时间字段的值在包括在单一MAC超帧中的所有MAC帧的MAC报头中相等的情况。这种情况下，除了地址之外，持续时间字段也是消除和再现目标(图73)。
当断定具有平常MAC报头的MAC帧的确是头部的MAC帧1时，在发射方和接收方隐含地识别具有平常MAC报头的该MAC帧。另一方面，在具有多个目的地的MAC帧被包括在单一MAC超帧中的情况下，发射STA可把向接收STA指示每个目的地的头部MAC帧信息包括在MAC超帧中。这可由包括在MAC帧报头中的位图信息(多址位图)来指示。这里，假定每个目的地的头部MAC帧具有平常MAC报头。此外，当多个属性，例如QoS属性(TID、TSID等)被包括在单一MAC超帧中时，发射STA可包括接收SAT依据其能够识别其属性改变的MAC帧。这里，具有相同属性的MAC帧组的第一个MAC帧被假定具有平常MAC报头。
图74表示在包括密码消息验证的情况下，具有收缩的MAC报头的MAC帧的产生，和从收缩的MAC报头的MAC报头的再现过程的一个例子。在定义IEEE802.11的安全性扩展的IEEE802.11i的草案(安全性增强)中定义的用户数据密码消息验证系统(暂时密钥完整协议TKIP和带CBC(密码块链)MAC的CTR(计数器模式)协议CCMP)中，不仅MAC帧的有效负载部分，而且一部分MAC报头信息都是安全保护的目标。MAC报头不是加密(保密)的目标，但是包括在MAC帧中的一部分信息(包括地址信息等)是用于检测变更的消息验证代码计算目标。于是，在发射STA和接收STA的安全处理和MAC报头的收缩和再现处理程序之间产生相关性。
在发射STA中，首先产生一组明文MAC报头和MAC有效负载。该组明文MAC报头和MAC有效负载被转发给加密消息验证代码(完整性检查值ICV)分配过程。因此，MAC有效负载被加密，ICV被分配给MAC有效负载。FCS被计算并被分配给整个的MAC报头和MAC有效负载(加密的MAC有效负载+ICV)。之后，执行MAC报头的收缩过程，帧被聚合到MAC超帧中，并被传送。
在接收STA中，执行从第一个收缩的MAC报头再现平常MAC报头的过程。随后，相对于整个的MAC报头和MAC有效负载(加密的MAC有效负载+ICV)计算FCS，并与分配给该MAC帧的FCS比较。当它们相互一致时，判断接收成功。当它们不一致时，判断损坏。随后，加密MAC有效负载被解密，相对于一部分的MAC报头和MAC帧计算ICV。当它们彼此一致时，判断不存在任何变更。当它们不一致时，判断存在变更。
本领域的技术人员易于想到其它优点和修改。于是，本发明并不局限于这里表示和说明的具体细节和典型实施例。因此，在不脱离由附加权利要求及其等同物限定的总的发明构思的精神或范围的情况下，可做出各种修改。
权利要求
1.一种通信设备，包括被配置为产生包括多个MAC帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为传送产生装置产生的物理帧的发射装置，物理帧具有包含分别与多个MAC帧对应，并指示相应MAC帧的属性的比特的变长位图信息，和该位图信息的长度信息。
2.一种通信设备，包括被配置为接收包括具有第一优先级的第一MAC帧和具有第二优先级的第二MAC帧的单一物理帧的接收装置；响应第一MAC帧的接收而被启动，并且具有对应于第一优先级的第一计时器值的第一计时器；响应第二MAC帧的接收而被启动，并且具有对应于第二优先级的第二计时器值的第二计时器；保存包括在接收装置接收的物理帧中的第一MAC帧，并且当第一计时器的时间超出第一计时器值时输出第一MAC帧的第一接收缓冲器；和保存包括在接收装置接收的物理帧中的第二MAC帧，并且当第二计时器的时间超出第二计时器值时输出第二MAC帧的第二接收缓冲器。
3.一种通信系统，包括第一通信设备，包括被配置为产生包括具有第一优先级的第一MAC帧和具有第二优先级的第二MAC帧的单一物理帧的产生装置；被配置为指定对应于第一优先级的第一计时器值和对应于第二优先级的第二计时器值至少之一的指定装置；和被配置为传送其计时器值已由指定装置指定的物理帧的发射装置；和第二通信设备，包括被配置为接收发射装置发射的物理帧的接收装置；响应第一MAC帧的接收而被启动，并被设定该物理帧指定的第一计时器值的第一计时器；响应第二MAC帧的接收而被启动，并被设定该物理帧指定的第二计时器值的第二计时器；保存包括在接收装置接收的物理帧中的第一MAC帧，并且当第一计时器的时间超出第一计时器值时输出第一MAC帧的第一接收缓冲器；和保存包括在接收装置接收的物理帧中的第二MAC帧，并且当第二计时器的时间超出第二计时器值时输出第二MAC帧的第二接收缓冲器。
4.一种通信设备，包括被配置为产生并发射包括对应于窗口大小的MAC帧数量的单一物理帧的发射装置；被配置为接收包括MAC帧的接收状态的响应帧的接收装置；被配置为根据响应帧指示的接收状态，重传未被成功接收的MAC帧的重传装置；和被配置为以这样的方式放大窗口，以致在重传装置的重传期间，包括与能够被包括在物理帧中的MAC帧的最大数目一样多的MAC帧。
5.一种通信设备，包括被配置为产生包括多个服务质量(QoS)数据帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射物理帧，并且在物理帧之后，发射和多个QoS数据帧对应的块Ack请求帧的发射装置。
6.一种通信设备，包括被配置为产生包括多个服务质量(QoS)数据帧，和对应于多个QoS数据帧的块Ack请求帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
7.一种通信设备，包括被配置为产生单一物理帧的产生装置，所述单一物理帧包括涉及第一业务量标识符的多个第一服务质量(QoS)数据帧；涉及第二业务量标识符的多个第二服务质量(QoS)数据帧；对应于多个第一QoS数据帧的第一块Ack请求帧；和对应于多个第二QoS数据帧的第二块Ack请求帧；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
8.一种通信设备，包括被配置为产生包括要求ACK的第一服务质量(QoS)数据帧，和不要求ACK的第二QoS数据帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
9.按照权利要求8所述的通信设备，其中对于每个QoS数据帧，物理帧包括指示QoS数据帧是要求ACK的第一QoS数据帧，还是不要求ACK的第二QoS数据帧的信息。
10.一种通信设备，包括被配置为设定包括MAC帧的大小的指定的业务量流的设置装置；被配置为产生包括均具有等于所述大小的固定长度的多个MAC帧，和指示MAC帧的总数的信息的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
11.一种通信设备，包括被配置为设定包括MAC帧的第一大小和第二大小的指定的第一和第二业务量流的设置装置；被配置为产生单一物理帧的产生装置，所述单一物理帧包括均具有等于关于第一业务量标识符的第一大小的固定长度的多个第一MAC帧；指示第一MAC帧的总数的第一信息；均具有等于关于第二业务量标识符的第二大小的固定长度的多个第二MAC帧；和指示第二MAC帧的总数的第二信息；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
12.一种通信设备，包括被配置为产生包括具有指示目的地的顺序和第一目的地的信息的第一MAC帧，和具有指示目的地的顺序和第二目的地的信息的第二MAC帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
13.一种通信设备，包括被配置为产生包括指示多个目的地的数目和相应目的地的信息，和要传送给相应目的地的MAC帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
14.一种通信设备，包括被配置为产生包括对应于多个目的地的数目和相应目的地的信道使用持续时间信息，和要传送给相应目的地的MAC帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
15.一种通信设备，包括被配置为产生包括具有第一目的地的第一服务质量(QoS)数据帧，和具有第二目的地的第二QoS数据帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射物理帧，在物理帧之后，把对应于第一QoS数据帧的第一块Ack请求帧发射给第一目的地，并把对应于第二QoS数据帧的第二块Ack请求帧发射给第二目的地的发射装置。
16.一种通信设备，包括被配置为产生单一物理帧的产生装置，所述单一物理帧包括具有第一目的地的第一服务质量(QoS)数据帧；对应于第一QoS数据帧的第一块Ack请求帧；具有第二目的地的第二QoS数据帧；和对应于第二QoS数据帧的第二块Ack请求帧；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置。
17.一种通信系统，包括第一通信设备，包括被配置为接收包括多个MAC帧的单一物理帧的接收装置；和被配置为在收到物理帧后过去短帧间间隔(SIFS)之后，发射要在SIFS间隔过去后立即传送的响应帧的发射装置；和第二通信设备，包括被配置为接收指示第一通信设备不能发射要在SIFS间隔过去之后立即发射的响应帧的通知的装置；和被配置为延长网络分配矢量(NAV)，以将其设置为对应于紧接在收到通知后过去SIFS间隔后直到响应帧被发射为止的持续时间。
18.一种通信设备，包括被配置为产生包括具有第一目的地的第一MAC帧，和具有第二目的地的第二MAC帧的单一物理帧的产生装置；和被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置，物理帧包括指示来自第一目的地的响应帧的开始时间，来自第二目的地的响应帧的开始时间，和所有响应帧的结束时间。
19.一种通信设备，包括被配置为产生包括具有不同目的地的多个MAC帧的单一物理帧的产生装置；被配置为发射产生装置产生的物理帧的发射装置，物理帧包含包括对应于相应的MAC帧，并且指示目的地的划分的比特的第一位图信息，和包括对应于相应的MAC帧，并且指示确认策略的比特的第二位图信息。
20.一种通信系统，其中第一通信设备根据轮询时间表向第二通信设备给予传输许可，以便传送帧，其中第一通信设备产生包括给予传输许可的轮询帧和至少一帧的单一物理帧，和第二通信设备接收物理帧，并通过包括在物理帧中的轮询帧获得传输许可，从而把帧传送给第一通信设备。
21.按照权利要求20所述的通信系统，其中第一通信设备包含具有点协调功能，并发射信标，从而开始用于轮询的无争用持续时间的装置。
22.按照权利要求21所述的通信系统，还包括被配置为在争用持续时间中的任意时间，开始用于轮询控制的受控接入持续时间的装置。
23.按照权利要求20所述的通信系统，其中轮询帧包含从第一通信设备到第二通信设备的传输数据。
24.按照权利要求20所述的通信系统，其中包括在物理帧中的另一帧包含将从第一通信设备发射给第二通信设备的部分响应帧。
25.一种通信设备，包括被配置为选择将包括在单一物理帧中的多个MAC帧的第一传输目标MAC帧选择装置；和被配置为响应轮询帧的接收，借助单一物理帧发射传输目标MAC帧选择装置选择的MAC帧的发射装置。
26.按照权利要求25所述的通信设备，还包括被配置为选择将包括在单一物理帧中，并以满足和MAC帧的属性一致的调度规则的方式被发射的多个MAC帧的第二传输目标MAC帧选择装置。
27.按照权利要求25所述的通信设备，还包括被配置为选择将包括在单一物理帧中，并且具有相互不同的QoS属性的多个MAC帧的第三传输目标MAC帧选择装置。
28.按照权利要求25所述的通信设备，其中多个MAC帧包含一个数据帧和一个部分响应帧。
29.一种通信设备，包括被配置为选择将包括在单一物理帧中，并且以满足由确认信息确定的MAC帧的重传的必要性，以及和与重传或新传输相关的MAC帧的属性一致的调度规则的方式被发射的多个MAC帧的第三传输目标MAC帧选择装置；被配置为响应轮询帧和确认帧的接收，借助单一物理帧，发射第三传输目标MAC帧选择装置选择的MAC帧的发射装置。
30.一种通信设备，包括被配置为根据接收轮询帧的包括在物理帧中的信道估计信息，估计信道的信道估计装置；被配置为以适合于信道估计装置估计的信道估计结果的方式，从多个候选者中选择将作为对轮询帧的响应被发射的物理帧的传输系统的传输系统选择装置，传输系统包括调制体系和编码率中的至少之一；和被配置为根据传输系统选择装置选择的传输系统，发射物理帧的发射装置。
31.按照权利要求30所述的通信设备，还包括被配置为根据包括在包含轮询帧的物理帧中的信道估计信息，和包括在物理帧中的信道估计校正信息，估计信道的第二信道估计装置。
32.一种通信设备，包括被配置为选择将被包括在单一物理帧中的多个MAC帧的第一传输目标MAC帧选择装置；被配置为根据接收轮询帧的包括在物理帧中的信道估计信息，估计信道的信道估计装置；被配置为以适合于信道估计装置估计的信道估计结果的方式，从多个候选者中选择将作为对轮询帧的响应被发射的物理帧的传输系统的传输系统选择装置，传输系统包括调制体系和编码率中的至少之一；和被配置为根据传输系统选择装置选择的传输系统，借助单一物理帧，响应轮询帧的接收，发射传输目标MAC帧选择装置选择的MAC帧的发射装置。
33.一种通信设备，包括被配置为产生包括根据轮询时间表给予传输许可的轮询帧以及至少一帧的单一物理帧的物理帧产生装置；被配置为启动轮询时间表的装置；和被配置为根据启动的轮询时间表，把物理帧传送给将被给予传输许可的通信设备的发射装置。
全文摘要
通信设备包含产生包括多个MAC帧的单一物理帧的产生装置，和发射物理帧的发射装置。物理帧具有包含分别和多个MAC帧对应的比特的变长位图信息，和该位图信息的长度信息。
文档编号H04L12/403GK1691663SQ20051006769
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月23日
发明者西林泰如, 高木雅裕, 足立朋子, 中岛徹, 宇都宫依子, 竹田大辅 申请人:株式会社东芝