专利名称：针对组播通信的无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及针对组播通信的无线通信系统。
背景技术：
无线LAN的广泛使用已经使通信环境比当仅使用有线LAN时更加便利。具体地，无线LAN比有线LAN更适合于广播通信和组播通信，因为接入点中的无线电波可到达位于接入点的通信范围内的所有终端。将通信范围中的所有终端的通信称为广播通信，并且将通信范围中的某些终端的通信称为组播通信。
无线LAN采用分组通信系统，其中利用目的地地址指示每个分组的目的地。为了使广播或组播通信成为可能，需要准备广播或组播地址，并且除每个终端固有的地址之外，还针对每个终端设置广播或组播地址。
不管终端是属于有线LAN还是无线LAN，每个终端最初具有两个地址，即，固有地址和广播地址。广播地址通常被所有终端使用，并且包括48比特，每个均用“1”表示。每个终端仅接收将其自身的固有地址或广播地址作为目的地地址的分组，并丢弃其它分组。以此方式，每个分组避免接收不需要的分组。
对于组播通信，除最初设置的固有地址和广播地址之外，每个终端需要选择与任何其它终端不相同的MAC地址，并将所选择的MAC地址用作组播地址。
根据IEEE802.11标准，定义了组播地址。如果在一个系统中使用了组播地址，需要利用一些装置保证在另一系统中没有使用相同的组播地址。因此，基本上，集中管理对于组播地址分配是不可缺少的，并且并不允许单独的系统任意选择并使用组播地址。
迄今为止，已经提出了产生与终端的固有地址和广播地址并不重叠的组播地址的处理(例如，参见JP-A-2003-134118)。
根据JP-A-2003-134118中公开的处理，利用未被认为可用于正常环境下的厂商代码来产生要用作组播地址的假定MAC地址。此处理能够产生与终端的固有地址和广播地址并不重叠的组播地址。
然而，传统处理遇到以下问题目前可用的一些终端允许手动设置MAC地址。根据在JP-A-2003-134118中公开的处理，尽管其包含未被认定可用的厂商代码，存在所产生的假定MAC地址可能与实际上在网络中使用的MAC地址相重叠的可能性。
以太网可以用于进行组播通信。然而，以太网组播通信基本上要与IP组播通信协作使用。尽管根据标准定义了以太网组播通信，但是当其使用频率较低时，可能可以各种形式得到实现。以太网组播方案是否可以应用于无线LAN是很可疑的。
根据无线LAN规范，不同于广播信标帧格式地定义了组播帧格式。这种组播帧格式可以用于组播通信。然而，仅定义了组播帧格式，而并未给出关于如何建立组播组的具体细节。因此，当前安装的功能是否能够进行组播通信是不确定的。
可以基于存在能够接收普通数据类型的信标帧和广播帧的终端以及不能接收这种信标帧和广播帧的终端的事实来实现组播通信。如果将能够接收普通数据类型的信标帧和广播帧的终端用作组播通信目的地，则能够进行特定终端的通信。但是，不能接收这种信标帧和广播帧的各种终端可能会发生由于这些帧导致的故障。
如上所述，传统无线LAN需要一些集中管理，以便设置组播地址，可能会对其它系统和终端造成不利影响。因此，传统无线LAN必须得到有效使用，以便进行适合于用作无线通信的组播通信。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线LAN系统，不需要对组播地址进行中央管理，并且能够进行组播通信，而不会对其它系统和终端在本质上造成不利影响。
为了实现上述目的，根据本发明的用于进行组播通信的无线LAN系统具有接入点和专用终端。
接入点将由除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备使用的地址设置为无线LAN中的组播目的地地址。接入点产生要被普通终端丢弃的唯一组播帧，将所述组播目的地地址设置为根据标准帧格式的目的地地址，并且通过无线链路发送所产生的唯一组播帧。
专用终端预先存储组播目的地地址。如果将组播目的地地址设置为从接入点发送过来的帧的目的地地址，则专用终端接收作为唯一组播帧的、来自接入点的帧。
根据本发明，由于接入点将由除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备使用的地址设置为目的地地址，因此不需要用于避免组播目的地地址重叠的集中管理。另外，由于接入点发送根据标准帧格式的唯一组播帧，并且由预先存储了组播目的地地址的专用终端接收该唯一组播帧，因此，防止了对普通终端的不利影响。
参考其中示出了本发明的实例的附图，从以下描述中，本发明的上述和其它目的、特征及优点将变得显而易见。
图1是根据本发明实施例的无线LAN系统的方框图；图2是示出了根据本实施例的接入点的物理结构的方框图；图3是示出了根据本实施例的接入点的功能结构的方框图；图4a到图4c是示出了根据IEEE802.11的帧格式的图示；图5a和5b是示出了针对组播帧的帧格式的图示；图6是示出了针对组播数据帧的另一帧格式的图示；图7是根据本实施例的接入点的操作时序的流程图；图8是示出了根据本实施例的、有唯一组播通信能力的终端的物理结构的方框图；图9是示出了根据本实施例的、有唯一组播通信能力的终端的功能结构的方框图；
图10是根据本实施例的、有组播通信能力的终端的操作时序的流程图；图11是根据本实施例的、有组播通信能力的终端的另一操作时序的流程图；图12是根据本实施例的、没有组播通信能力的终端的操作时序的流程图；以及图13是示出了其中根据本实施例的无线LAN系统操作的方式的时序图。
具体实施例方式
如图1所示，根据本发明实施例的无线LAN系统具有接入点11、终端12、以及终端13。
在无线LAN系统中，仅接入点11和终端13具有只有无线LAN系统才有的执行组播通信的功能，而终端12并不具有这样的功能。利用该功能，接入点11和终端13执行组播通信，以从接入点11向终端13发送帧。并不具有这种执行组播通信的功能的终端12不接收组播帧。
接入点11是用作无线LAN和有线网络之间的连接点的设备。接入点11通过无线链路与终端相连，并且允许终端使用无线LAN。接入点11还能够进行只有无线LAN系统才有的组播通信。
对于组播通信，接入点11使用除与接入点11的无线侧相连的终端之外的其它设备所使用的MAC地址，作为目的地地址。因此，与接入点11的无线LAN相连的终端的固有地址和广播地址与组播地址可能不会相互重叠。例如，优选地，接入点11的无线侧上的MAC地址、接入点11的有线侧上的MAC地址、或接入点11可以从有线侧获得的另一设备的MAC地址可以用作组播地址。接入点11自身可以确定组播地址，而无需用户手动输入组播地址。
例如，可以预先从接入点11向能够识别只有本无线LAN系统才有的组播通信的终端发送组播地址。根据IEEE802.11，以信标形式将接入点11的无线侧上的MAC地址发送在BSSID(基本服务集ID)中。因此，如果此MAC地址用作组播地址，则能够识别组播通信的终端可以从BSSID字段中获得组播地址。信标表示接入点11在特定循环周期中传输的管理帧，并且包含各种信息项。
根据另一实例，用户可以针对能够识别组播通信的终端预先设置组播地址。
对于组播通信，接入点11使用根据IEEE802.11的标准帧格式。虽然帧可以是信标帧或数据帧，但是也可以是任何其它的。由于将标准帧格式用作组播帧，现有的不能识别组播通信的终端简单地丢弃组播帧，因为该组播帧与其自身的固有地址或广播地址不一致，因此，不会发生故障。
终端12是普通终端，不能识别只有本无线LAN系统才有的组播通信。终端12接收将其自身的固有地址或广播地址作为目的地地址的帧，并丢弃具有其它目的地地址的帧。因此，终端12丢弃组播帧。
终端13是能够识别组播通信的特定终端。如同终端12一样，终端13接收将其自身的固有地址或广播地址作为目的地地址的帧。终端13存储组播帧，并且还接收将组播地址作为目的地地址的帧。
如上所述，可以将组播地址从接入点11发送到终端13，或者可以由用户手动设置。如果将组播地址从接入点11发送到终端13，则终端13接收从接入点11发送过来的组播地址，并且存储接收到的组播地址。例如，如果将接入点11的无线侧上的MAC地址用作组播地址，则终端13可以将BSSID字段记录在信标中，其中描述了MAC地址。
图2以方框形式示出了根据本实施例的接入点11的物理结构。如图2所示，接入点11具有CPU 21、ROM 22、以及无线通信单元23。CPU 21通过执行程序来全面控制接入点11。ROM 22存储由CPU 21执行的程序。无线通信单元23在CPU 21的控制下执行与终端12、13的无线通信。因此，接入点11在CPU 21的控制下操作。
图3以方框的形式示出了根据本实施例的接入点11的功能结构。如图3所示，接入点11具有帧产生器31、地址设置单元32、以及帧发送器33。
帧产生器31根据IEEE802.11、以标准帧格式产生要发送到无线侧的帧。帧可以是信标帧或数据帧。
地址设置单元32设置由帧产生器31产生的帧的地址。
图4a到4c示出了根据IEEE802.11的帧格式。
图4a示出了普通帧格式。该普通帧格式包括表示帧控制、持续时间ID、地址1、地址2、地址3、时序控制、地址4、帧主体、以及FCS(帧检验序列)的字段，按照从始端开始列举的顺序。
帧控制字段指示帧类型，如信标帧或数据帧。
持续时间ID字段是用于指示使用无线频率的时间段的字段，并用于调整帧传输定时。
表示地址1到4的字段是设置了不同地址的字段。
时序控制字段是用于确保帧时序的字段。
帧主体字段是包含要利用帧发送的数据的字段。
FCS字段是用于检测错误的字段。
图4b示出了信标帧的帧格式。信标帧具有将信标表示为帧类型的帧控制字段。信标帧还具有目的地地址(DA)，设置为地址1；源地址(SA)，设置为地址2；以及BSSID，设置为地址3。信标帧并没有地址4的字段。
图4c示出了数据帧的帧格式。在图4c中，数据帧是广播数据帧。数据帧具有将数据表示为帧类型的帧控制字段。数据帧具有源地址(SA)，作为地址2。由于数据帧是广播数据帧，因此将作为目的地地址的广播地址(设置为“1”的所有比特)设置为地址1。
如图4a到4c中所示，信标帧和数据帧需要不同的地址。地址设置单元32设置各个帧需要的地址。组播帧可以是数据帧或信标帧，只要其将组播地址作为目的地地址。
对于组播帧，地址设置单元32将除与其自身的无线侧相连的终端之外的另一设备所使用的MAC地址设置为目的地地址。例如，可以是接入点11的无线侧上的MAC地址、接入点11的有线侧上的MAC地址、或者与接入点11的有线侧相连的设备的MAC地址。
图5a和5b示出了组播帧的帧格式。
图5a示出了与图4c中所示的数据帧格式类似的帧格式，除了将组播地址设置为目的地地址(DA)之外。因此，该帧格式表示组播数据帧。可以将除与接入点11的无线侧相连的终端之外的另一设备所使用的MAC地址设置为组播地址。在图5a中，可以是接入点11的无线或有线侧上的MAC地址(AP)。
图5b示出了与图4b中所示的信标帧格式类似的帧格式，除了将组播地址设置为目的地地址(DA)之外。因此，该帧格式表示组播信标帧。可以将除与接入点11的无线侧相连的终端之外的另一设备所使用的MAC地址设置为组播地址。在图5b中，可以是接入点(AP)自身的无线或有线侧上的MAC地址。
图6示出了组播数据帧的另一帧格式。如图6所示，将作为组播地址的接入点11自身的MAC地址(AP)设置为目的地地址(DA)。
再次参考图3，地址设置单元32预先存储要设置的MAC地址。可以由用户手动设置MAC地址，或者可以由接入点11从网络中获得。可选地，可以直接使用存储在接入点11自身中的MAC地址，只要其是接入点11的无线侧或有线侧上的MAC地址。
通过无线链路，帧发送器33发送由帧产生器31产生的并具有由地址设置单元32设置的地址的帧。
图7是根据本实施例的接入点11的操作时序的流程图。接入点11以不同于信标传输定时的定时、通过组播通信向终端13发送唯一信息。
如图7所示，在步骤101中，接入点11确定当前时间是否是信标传输时间。如果当前时间是信标传输时间，则在步骤102中，接入点11执行载波侦听处理，以确定是否存在另一个正在使用当前所使用的信道的无线介质的设备。如果存在另一个正在使用当前所使用的信道的无线介质的设备，则接入点11等待直至其它设备离开。
如果不存在另一个使用当前所使用的信道的无线介质的设备(载波侦听为OK)，则在步骤103中，接入点11发送信标帧。
如果在步骤101中判定当前时间不是信标传输时间，则在步骤104中，接入点11确定是否存在要通过组播通信发送的唯一信息。如果不存在要通过组播通信发送的唯一信息，则控制返回到步骤101。
如果在步骤104中判定存在要通过组播通信发送的唯一信息，则在步骤105中，接入点11执行载波侦听处理，以确定是否存在另一个正在使用当前所使用的信道的无线介质的设备。如果存在另一个正在使用当前所使用的信道的无线介质的设备，则接入点11等待直至其它设备离开。
如果不存在另一个正在使用当前所使用的信道的无线介质的设备(载波侦听为OK)，则在步骤106中，接入点11通过组播通信发送唯一信息。
图8以方框形式示出了根据本实施例的、有唯一组播通信能力的终端13的物理结构。如图8所示，终端13具有CPU 41、ROM 42、以及无线通信单元43。CPU 41通过执行程序来全面控制终端13。ROM 42存储由CPU 41执行的程序。无线通信单元43在CPU41的控制下执行与接入点11的无线通信。因此，终端13在CPU 41的控制下操作。
图9以方框形式示出了根据本实施例的、有唯一组播通信能力的终端13的功能结构。如图9所示，终端13具有帧接收器51、地址确定单元52、以及帧分析器53。
帧接收器51接收从接入点11中发送的帧。
地址确定单元52分析由帧接收器51接收到的帧的目的地地址。如果目的地地址是其自身的固有地址、广播地址、或组播地址，则地址确定单元52将该帧发送到帧分析器53。如果目的地地址是其它地址，则地址确定单元52丢弃该帧。
帧分析器53对来自地址确定单元52的帧进行分析，并获得包含在该帧中的信息。
根据本实施例的、没有唯一组播通信能力的终端12具有与终端13类似的布置，除了地址确定单元52仅向帧分析器53发送其目的地地址是其自身的固有地址或广播地址的帧。
图10是根据本实施例的、有组播通信能力的终端13的操作时序的流程图。如图10所示，当在步骤201中帧到达终端13时，在步骤202中，终端13确定所述帧是否是广播帧。如果所述帧是广播帧，则在步骤203中，终端13接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。然后，控制返回到步骤201。
如果所述帧不是广播帧，则在步骤204中，终端13确定所述帧是否以其作为目的地。如果所述帧以其作为目的地，则在步骤203中，终端13接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤204中判定所述帧并未以其作为目的地，则在步骤205中，终端13确定所述帧是否是组播帧。如果所述帧是组播帧，则在步骤203中，终端13接收所述帧并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤205中判定所述帧不是组播帧，则在步骤206中，终端13丢弃所述帧。然后，控制返回到步骤201。
图11是根据本实施例的、有组播通信能力的终端13的另一操作时序的流程图。在图11所示的操作时序中，将设置在信标帧的BSSID字段中的接入点11的无线侧上的MAC地址设置为组播地址，并且终端13从BSSID字段中获得组播地址。
如图11所示，当在步骤301中帧到达终端13时，在步骤302中，终端13确定所述帧是否是广播帧。如果所述帧是广播帧，则在步骤303中，终端13确定广播帧是否是信标帧。
如果广播帧不是信标帧，则在步骤304中，终端13接收所述帧并获得包含在所述帧中的信息。然后，控制返回到步骤301。
如果在步骤303中判定广播帧是信标帧，则在步骤305，终端13从所述帧的BSSID字段中获得组播地址。然后，在步骤304中，终端13接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤302中判定所述帧不是广播帧，则在步骤306中，终端13确定所述帧是否以其自身作为目的地。如果所述帧以其自身作为目的地，则在步骤304中，终端13接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤306中判定所述帧并不以其自身作为目的地，则在步骤307中，终端13确定所述帧是否是组播帧。如果所述帧是组播帧，则在步骤304中，终端13接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤307中判定所述帧不是组播帧，则在步骤308中，终端13丢弃所述帧。然后，控制返回到步骤301。
图12是根据本实施例的、没有组播通信能力的终端12的操作时序的流程图。如图12所示，当在步骤401中帧到达终端12时，在步骤402中，终端12确定所述帧是否是广播帧。如果所述帧是广播帧，则在步骤403中，终端12接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。然后，控制返回到步骤401。
如果在步骤402中判定所述帧不是广播帧，则在步骤404中，终端12确定所述帧是否以其自身作为目的地。如果所述帧以其自身作为目的地，则在步骤403，终端12接收所述帧，并获得包含在所述帧中的信息。
如果在步骤404中判定所述帧并不以其自身作为目的地，则在步骤405中，终端12丢弃所述帧。然后，控制返回到步骤401。
图13是示出了其中根据本实施例的无线LAN系统操作的方式的时序图。在图13中，接入点11在不同于信标帧传输时间的时间处、通过组播通信发送唯一信息。信标帧将被广播，并且将广播地址(在图13中以“B”表示)作为目的地地址。唯一信息的帧将被广播，并且将组播地址(在图13中以“AP”表示)作为目的地地址。
并不具有组播通信功能的终端12接收广播信标帧，但是并不接收组播唯一信息。另一方面，具有组播通信功能的终端13接收广播信标帧和组播唯一信息。
根据本实施例，如上所述，接入点11根据标准帧格式产生唯一组播帧，将除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备所使用的地址作为目的地，并发送所产生的唯一组播帧。预先存储了组播目的地地址的终端13接收具有设置在其中的组播目的地地址的帧。因此，并不需要用于避免组播地址重叠的集中管理，并且可以执行组播通信，而不会对其它系统和终端造成不利影响。
接入点11向特定终端(即，终端13)预先发送组播地址，并且终端13存储发送到其的组播地址。因此，用户并不需要将组播地址手动设置在单独的终端13中。
组播地址是接入点11自身的地址，或者接入点11可以从有线侧获得的另一设备的地址。因此，接入点11自身可以确定组播地址，而不需要用户将组播地址手动设置在接入点11中。
接入点11在信标帧的BSSID字段中重复地发送其自身的无线侧上的地址，并且终端13从信标帧中获得组播地址。因此，可以发送组播地址，而不需要用于将组播地址从接入点11发送到终端13的新装置。
尽管已经利用特定术语描述了本发明的优选实施例，但是这种描述仅出于说明的目的，并且应当理解的是，在不偏离所附权利要求的精神或范围的前提下，可以进行各种改变和变更。
权利要求
1.一种用于组播通信的无线LAN系统，包括接入点，用于产生要被普通终端丢弃的唯一组播帧，将除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备所使用的地址作为无线LAN中的组播目的地地址，其中根据标准帧格式将组播目的地地址设置为目的地地址，并通过无线链路发送所产生的唯一组播帧；以及专用终端，用于预先存储所述组播目的地地址，以及如果将所述组播目的地地址设置为帧的目的地地址，则接收作为唯一组播帧的、来自所述接入点的帧。
2.根据权利要求1所述的无线LAN系统，其特征在于所述接入点预先向所述专用终端发送所述组播目的地地址，并且所述专用终端存储从所述接入点发送过来的所述组播目的地地址。
3.根据权利要求1所述的无线LAN系统，其特征在于所述组播目的地地址包括所述接入点自身的地址、或者所述接入点可以从有线侧获得的另一设备的地址。
4.根据权利要求3所述的无线LAN系统，其特征在于所述组播目的地地址包括所述接入点自身的无线侧上的地址。
5.根据权利要求4所述的无线LAN系统，其特征在于所述接入点在信标帧上重复地发送作为所述组播目的地地址的、所述接入点自身的无线侧上的地址，并且所述专用终端从所述接入点接收到的所述信标帧中获得所述接入点的无线侧上的地址，作为所述组播目的地地址。
6.根据权利要求1所述的无线LAN系统，其特征在于所述接入点将针对数据帧的标准帧格式用作所述组播帧的格式。
7.根据权利要求1所述的无线LAN系统，其特征在于所述接入点将针对信标帧的标准帧格式用作所述组播帧的格式。
8.根据权利要求1所述的无线LAN系统，其特征在于所述接入点在不同于用于周期发送帧的时间的时间处发送所述组播帧。
9.一种用于组播通信的无线LAN系统中的接入点，包括帧产生器，用于根据标准帧格式产生组播帧；地址设置单元，用于将由除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备所使用的地址设置为组播目的地地址，其中将组播目的地地址设置为所述组播帧的目的地地址；以及帧发送器，用于发送要被普通终端丢弃的唯一组播帧，所述唯一组播帧具有由所述帧产生器产生的、且由所述地址设置单元通过无线链路设置的所述组播目的地地址。
10.一种用于从无线LAN系统中的接入点接收组播帧的终端，包括帧接收器，用于从所述接入点接收根据标准帧格式的帧；地址确定单元，用于将除与所述接入点的无线LAN相连的终端之外的另一设备所使用的地址预先存储为组播目的地地址，并且如果将所述组播目的地地址设置为所述帧的目的地地址，将由所述帧接收器接收到的帧判断为要被普通终端丢弃的唯一组播帧；以及帧分析器，用于对由所述地址确定单元判断为所述唯一组播帧的帧进行分析，并获得包含在所述帧中的信息。
11.一种用于在无线LAN系统中进行组播通信的方法，所述无线LAN系统用于进行从接入点到专用终端的组播通信，所述方法包括以下步骤在所述接入点中，将除与所述接入点相连的无线LAN的终端之外的另一设备所使用的地址设置为无线LAN中的组播目的地地址，并且将所述组播目的地地址预先存储在所述专用终端中；在所述接入点中，产生要被普通终端丢弃的唯一组播帧，所述唯一组播帧具有所述组播目的地地址，作为根据标准帧格式的目的地地址，并且通过无线链路发送从所述接入点中产生的唯一组播帧；以及如果将所述组播目的地地址设置为所述帧的目的地地址，则在所述专用终端中，接收来自所述接入点的所述帧，作为唯一组播帧。
全文摘要
一种无线LAN系统，将由除与无线LAN相连的终端之外的另一设备使用的地址用作组播目的地地址。接入点将由除与其自身的无线LAN相连的终端之外的另一设备使用的地址设置为组播目的地地址。接入点产生要被普通终端丢弃的唯一组播帧，将所述组播目的地地址设置为根据标准帧格式的目的地地址，并且通过无线链路发送所产生的唯一组播帧。专用终端预先存储组播目的地地址。如果将组播目的地地址设置为帧的目的地地址，则专用终端接收作为唯一组播帧的、来自接入点的帧。
文档编号H04L12/28GK1798104SQ200510134149
公开日2006年7月5日 申请日期2005年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者藤波诚 申请人:日本电气株式会社