专利名称：：用于链路自适应的隐式信令的制作方法
技术领域：
：本发明通常涉及无线通信网络，并且更具体地涉及在这样的网络中支持链路自适应的问题。
背景技术：
：在有线通信中，传输媒体的状态通常不改变。然而，在无线通信中，通信媒体(即通信信道)的状态可以随着时间以及空间而显著变化。链路自适应允许用于通信的传输参数适于链路的信道状态，以为了最优地开发通信信道的潜能，从而通常提供高数据传送速率以及低误比特率。例如，在诸如蜂窝或等同系统之类的无线通信系统中，采用用于下行链路的链路自适应、由接入点用于与移动终端通信所使用的调制和编码方案和/或其他信号和协议参数能够被改变并且通常根椐下行链路信道质量来选择。因此，在移动终端测量信道质量并且通常在链路模式字段中用信号通知相应链路模式到接入点，该接入点根据用信号通知的链路模式适配调制和编码方案。这意味着调制和编码方案能够被最优化成引起相当可观地改善下行链路信道吞吐量的信道状态。然而，存在许多无线通信标准，例如IEEE802.11标准组，其不具有用于链路自适应的任何显式信令机制。例如，IEEE802.ll表示由IEEELAN/MAN标准委员会(IEEE802)的工作组开发的一组无线LAN标准。IEEE802.11WLAN标准使得能够实现在基础设施系统和基础设施不足(Infrastructure-less)的系统中的工作站之间的通信。在IEEE802.11的术语中，前者表示为基本业务组(BasicServiceSet)(BSS),而后者称作独立BSS(IBSS)或自组织网络才莫式。802.11系列目前包括六个无线(over-the-air)调制技术，它们都基于相同的基本媒体访问协议。最初标准(有时称作802.11遗留(legacy))将载波侦听多路访问/沖突避免(CSMA/CA)定义为基本介质访问方法。这具有在不同的和不利的信道状态下改善数据传输可靠性的优点。最初规范的总体弱点是其提供了太多选择以致于互通性成为最主要的挑战。在1999年，使用基于正交频分复用(OFDM)的新物理层来扩展IEEE802.11标准，并且称作IEEE802.11a,使得能够使用高达8个不同速率。最大原始数据速率是54Mbit/s，并且如果需要的话，数据速率能够降到48、36、24、18、12、9以及6Mbit/s。IEEE802.lla操作在5GHz频带，并且使用52个OFDM副载波，48个OFDM副载波用于数据并且4个OFDM副载波用于导频。也标准化了用于2.4GHz的称作IEEE802.lib的另一个标准，使得能够选择高达4个不同速率。然而，在使能速率的扩展中，完全由实施者来设计在每个实例中选择最合适和适当速率的算法。更重要地，没有定义在多对通信工作站之间交换链路自适应消息的机制。因此，工作站仅根据较早发送的消息的成功或失败来执行链路自适应。这是低效、緩慢和不可靠的链路自适应方法。因此，通常需要在无线网络(例如IEEE802.11类型的网络)中提供对链路自适应的高效支持，所述无线网络不具有用于链路自适应的显式信令机制。
发明内容本发明克服了现有技术配置的这些和其他缺点。本发明的总体目的是在无线网络中提供对链路自适应的改善的支持。特定目的是在不具有用于链路自适应的任何显示信令机制的无线网络中提供对链路自适应的高效支持。特别地，所期望的是，在优选地不改变任何现有通信标准的情况下和/或优选地不在通信中引入任何附加的开销的情况下提供高效信令机制。同样，本发明的特定目的是提供接近瞬时信令机制以及健壮信令机制，该健壮信令机制与监听信令的遗留工作站完全后向兼容。如所附专利权利要求所限定的，本发明满足这些和其他目的。简言之，本发明涉及在无线网络中支持链路自适应的问题，并且主要地涉及基于发送持续时间信息的传送，用于链路自适应的隐式信令。更具体地，指定的起始节点向至少一个指定的接收节点发送第一消息，该第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间(临时(tentative)发送持续时间)的指示。当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率(有时也称作临时链路速率)。指定的接收节点选择用于从起始节点进行随后通信的期望数据链路速率，并且然后根据所选择的数据链路速率确定更新的发送持续时间。接收节点向至少所述指定的起始节点发送包括更新的发送持续时间的指示的第二消息，并且起始节点然后响应于更新的发送持续时间来确定更新的数据链路速率。这样，以高效的方式提供了对链路自适应的支持。特别地，所提出的机制不需要任何标准化改变。另外，没有必要引入任何附加的通信开销。优选地，接收节点通过基于关于接收特性的瞬时和/或较早信息确定期望链路速率来作出链路自适应决定。优选地，由指定的接收节点基于由指定的起始节点用信号通知的当前发送持续时间、起始节点和接收节点二者都知道的当前假定的链路速率以及由接收节点确定/选择的新期望链路速率来确定更新的发送持续时间。起始发送节点响应于来自接收节点的用信号通知的更新的发送持续时间来更新链路数据速率-假定了解一个或多个先前传输的先验已知信息。优选地，基于更新的发送持续时间和要传送的预定信息量来确定更新链路速率。等效地，可以基于更新的发送持续时间和当前临时持续时间以及当前假定的临时链路速率来确定更新链路速率。本发明通过对应于期望数据链路速率的更新的发送持续时间的信令提供了快速隐式反馈机制，以使起始(发送)节点将能够响应于更新的发送持续时间在其一端更新链路数据速率。起始节点因此能被指示以选择用于向接收节点发送数据的"最优化"链路速率。相比由接收节点选择的链路速率，由起始节点选择的链路速率通常与其相同或者尽可能接近(例如如果起始节点和接收节点不支持同一组链路速率的话)。因此，在传输第一消息时，不完全知道用于传送给定信息量的发送持续时间，但最先在稍后消息中传输更新的发送持续时间时知道该发送持续时间。所提出的信令机制也允许其他节点根据通信节点的所选择的链路速率和由此的发送持续时间来控制它们各自的发送许可(例如通过所谓的网络分配矢量)。当以更新的链路速率发送数据到指定的接收节点时，优选地在数椐消息的发送持续时间字段中指示相应发送持续时间。特别地，对于为了虚拟载波监听而传送发送持续时间信息，基于争用的々某体访问协议进4亍操作的无线网络(例如IEEE802.11类型网络)，偷听(overhear)发送持续时间信息的节点将在发送持续时间字段中所指示的时段中保持静寂，以确保避免冲突(例如CSMA/CA)。这样，也确保了向后兼容性，其中使偷听通信的遗留终端保持静寂，而在能够进行链路自适应的工作站或节点之间交换遗留帧格式。通过使用现有帧格式中的发送持续时间字段，不需要引入基于所保留的和/或未保留的新字段的任何新定义的帧格式，因此消除了现在和将来的兼容性问题。取决于无线网络中所使用的特定媒体访问控制(MAC)协议，可以在不同消息中传送发送持续时间信息。在使用请求发送(Request-To-Send)/清除发送(Clear-To-Send)(RTS-CTS)消息交换的基于争用的MAC协议中，优选地在RTS消息中指示临时(当前)发送持续时间，并且优选地在CTS消息中指示更新的发送持续时间。进行数据分段，可以替换地或作为补充地在数据片段消息和相应数据确认消息中指示发送持续时间信息。在本发明的特定示例实施例中，优选地，首先至少部分地基于当前假定的数据链路速率和用信号通知的当前发送持续时间估计要接收的预期信息量，来确定更新的发送持续时间。接下来，至少部分地基于所确定的信息量和期望的数据链路速率来确定更新的发送持续时间。由于关于给定信息量的整个发送持续时间一般包括用于传送有效载荷数据和控制信息的持续时间以及静寂控制周期(silentcontrolperiod),因此当计算更新的发送持续时间时，考虑更详细的MAC(媒体访问控制)协议信息是相当有益的。关于发送端的当前假定数据链路速率可以是已知的，或者由显示信令指示，或者由指定的接收节点基于发送持续时间的一个或多个先前指示来确定。在后面的情况中，期望先前的一个或多个指示发生在预先确定的时间周期内，以便被更新。本发明提供以下优点>用于链路自适应的隐式信令。>在无线网络中对链路自适应的高效支持。>对通信媒体的改善利用。>不需要改变现有通信标准。>没有附加开销。>确保了后向兼容性。>不需要引入任何新定义的帧格式。当阅读本发明实施例的以下描述时，将会理解本发明所提供的其他优点。通过参考以下描述以及附图将最佳地理解本发明及其另外目的和优点，在附图中图l是根据本发明的示例优选实施例的示意性流程图。图2A-D示意性地示出了采用基于RTS/CTS的CSMA/CA和物理栽波监听的基于争用的无线网络的相关部分。图3示出IEEE802.11中所使用的帧格式。图4是示意性帧交换图，其示出虛拟栽波监听背后的基本机制。图5是具有数据分段的示意性帧交换图。图6是基于基本RTS/CTS交换的本发明的示例实施例的示意图。图7是示出基于分段的示例实施例的示意图。图8是示出本发明的另一个示例实施例的示意图。图9是示出使用经延迟的确认方案的示例实施例的示意图。图IO是示出使用专用NAV设置帧的示例实施例的示意图。图ll是示出根据本发明的一些性能结果的示意图。图12是示出了根据本发明的示例实施例的接收机端的示意框图。图13是示出了根据本发明的示例实施例的发送机端的示意框图。具体实施例方式贯穿附图，相同附图标记用于相应或类似元件。本发明涉及在不具有用于链路自适应的任何显式信令机制的无线网络中支持链路自适应的问题。例如，在IEEE802.11类型的网络中，尽管定义了多个速率，但是完全由实施者设计在每个实例中选择最合适和适当速率的算法。另外，没有用于在多对通信站之间交换链路自适应消息的机制，并且因此工作站可以仅仅根椐较早发送的消息的成功或失败来执行链路自适应。如前面所指出的，这是低效、緩慢和不可靠的链路自适应方法。最初的出发点可能是使用确认的存在和不存在作为增加(rampup)或减少速率的方法。然而，基于确认的存在和不存在的信令机制需要通信持续一段时间以为了找到适当速率。即使找到了该适当速率，由于仅仅是在通常意义上而未考虑信道可以突然改变以及瞬时干扰状况可以改变的情况下选择了所选速率，因此所选速率4艮明显是非最优的。也有另外的问题-从可能浪费掉整个MAC协议数据单元(MPDU)而仅为了找出该速率是不可行的并且因此该速率必须按比例被降低的角度讲，按比例提高和降低速率是盲目的。使用类似方式，可能使用比实际被支持的速率低的速率，且这意味着没有开发出媒体的全部潜能。本发明提出了涉及基于对发送持续时间信息进行传送的用于链路自适应的隐式信令机制的完全不同的解决方案。现在将参考图1的示意流程图根据本发明的示例优选实施例来描述本发明。在步骤Sl中，指定的起始节点(有时称作源节点)发送第一消息到至少一个指定的接收节点(有时称作目的地节点)。来自起始节点的第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间(又称作临时持续时间)的指示。当前或临时发送持续时间通常对应于当前假定的数据链路速率(也称作临时链路速率)。在步骤S2中，指定的接收节点选择用于来自起始节点的随后通信的期望数据链路速率。优选地，接收节点通过基于图1(可选)的虛线框中所指示的关于信道质量(接收特性)的瞬时和/或较早信息来作出链路自适应决定。在步骤S3中，接收节点根据所选择的数据链路速率确定更新的发送持续时间。在步骤S4中，接收节点向所述至少一个指定的起始节点发送包括更新的发送持续时间的指示的第二消息。在步骤S5中，起始节点然后响应于更新的发送持续时间来确定更新的数据链路速率。因此，本发明以相当高效的方式提供对链路自适应的支持，其不需要任何标准化改变并且不引入任何额外的通信开销。通过使用现有帧格式中的发送持续时间字段，不需要引入基于所保留的和/或未保留的新字段的任何新定义的帧格式，因而消除了当前和将来兼容性的问题。然而，在诸如IEEE802.11标准之类的标准中的改变可以允许引入新的帧格式。然而，这将不充分，因为遗留工作站必须仍能够设置它们的NAV以用于避免沖突。起始节点然后可以根据更新的链路速率执行链路自适应、使用对应于该更新的链路速率的链路模式(调制和编码方案)向接收节点发送数据。优选地，起始发送节点也在数据帧的持续时间字段中指示相应发送持续时间值。优选地，基于指定的起始节点用信号通知的当前发送持续时间、起始节点和接收节点二者都知道的预先确定(当前)的假定链路速率以及由接收节点确定的新的期望链路速率，由指定的接收节点来确定该更新的发送持续时间。预先确定的假定数据链路速率可以是先验已知的，或者由显示信令指示，或者由指定的接收节点基于一个或多个先前的发送持续时间的指示来确定。在后者的情况下，期望先前的一个或多个指示发生在预先确定的周期内，以便其被更新。在本发明的特定示例实施例中，优选地，首先通过至少部分基于当前的假定数据链路速率和用信号通知的临时或当前发送持续时间来估计要纟支接收的信息的预期量，以确定更新的发送持续时间。接下来，至少部分基于已确定的信息量以及期望的数据链路速率来确定更新的发送持续时间。由于关于给定量的信息的整个发送持续时间一般包括用于传送有效载荷数据和控制信息的持续时间以及静寂控制周期，因此当计算更新的发送持续时间时，考虑更详细的MAC(媒体访问控制)协议信息是相当有益的，将在随后详细解释这点。本发明通过从接收节点到发送节点的更新的发送持续时间(对应于期望的数据链路速率)的信令提供了快速隐式反馈机制，以使得知道要传送的数据量或相当的先验已知信息的发送节点将能够响应于该更新的发送持续时间在其一端更新链路数据速率。起始节点因此能被指示以选择用于向接收节点发送数据的"最优化，，链路速率。当随后以更新的链路速率发送数椐到指定的接收节点时，优选地在数据消息的发送持续时间字段中指示相应发送持续时间。他节点根据通信节点的所选择的链路速率控制它们各自的发送持续时间设置(例如网络分配矢量)。特别地，对于基于为了所谓的虛拟栽波监听而传送发送持续时间信息的基于争用的媒体访问协议进行操作的无线网络(例如IEEE802.11类型网络)，偷听发送持续时间信息的节点将在发送持续时间字段中所指示的时段中保持静寂，以便确保避免冲突(例如CSMA/CA)。这样，也确保了向后兼容性，其中使偷听通信的遗留终端保持静寂，而在能够进行链路自适应的工作站或节点之间交换遗留帧格式。取决于无线网络中所使用的特定媒体访问控制(MAC)协议，可以在不同消息中传送发送持续时间信息。在使用请求发送/清除发送(RTS-CTS)消息交换的基于争用的MAC协议中，优选地在RTS消息中指示临时或当前发送持续时间，并且优选地在CTS消息中指示更新的发送持续时间。进行数据分段，可以替换地或作为补充地在数据片段消息和相应数据确认消息中指示发送持续时间信息。为了更好地理解，以下将给出基于物理和虛拟载波监听以避免冲突的基于争用的通信网络的简要概述。在基于争用的通信网络(例如IEEE802.11)中，工作站和网络节点通常竟争或争用共享物理介质。基于争用的介质访问的典型示例是实地获取媒体/多路访问(濯A,FloorAcquisitionMedium/MultipleAccess)方案。需要"实地"或等同地阻挡一组节点使用媒体的这类访问协议具有非常相关的类似物(cousin)，包括但不限于具有冲突避免的多路访问(MACA)和分布式基础无线介质访问控制(DFWMAC)。DFWMAC用在IEEE802.11中，并且表示为分布式协调功能(DCF)。对于所有这些媒体访问方案都通用的是它们基于CSMA。CSMA是不确定的媒体访问控制(MAC)协议，其中网络节点在共享物理媒体上进行传输之前检验其他业务量的存在。CSMA访问方法经常与栽波监听(CS)形式的冲突避免(CA)机制结合使用，其基本上是指网络节点在尝试进行发送之前监听栽波信号以检测来自网络中其他节点的已编码信号的存在。如果检测到载波信号，节点在起始它自己的数据传输之前等待正在进行的传输完成。CS概念通常被划分成表示为物理cs和虛拟cs的两个不同cs机制。根据物理cs机制，网络节点持续地或间歇地调查物理媒体是否忙。在该上下文中，网络节点通常认为媒体忙并且应当在超出所经历的功率灵敏度水准时抑制传输数据。例如，如果节点检测到媒体中的信号功率级超过最小信号阈值(在某些通信网络中其通常表示为空闲信道评估(CCA，ClearChannelAssessment)级)，则认为媒体忙。替换地，如果网络节点所经受的千扰超过最小干扰阈值，则认为媒体被占用。在任何情况下，如果节点认为物理媒体忙，则其抑制发送数据。CSMA/CA协议经常通过在节点的物理检测机制指示空闲媒体之后利用随机退避(back-off)时间来减少共享媒体的节点之间的冲突可能性。如所提及的，IEEE802.11使用基于CSMA/CA(载波监听多路访问/沖突避免)的MAC协议。通常，工作站必须首先在特定时间间隔期间监听媒体并且如果媒体空闲则工作站能够开始进行传输。否则，传输被推迟且退避过程开始，这意味着工作站必须等待给定时间间隔。一旦退避时间终止，工作站能够再次尝试访问媒体。目前，大多数802.11网络中的优选访问机制是分布式协调功能(DCF)，其基于CSMA/CA。除了物理载波监听外，也使用所谓的虚拟栽波监听，其中持续时间值指示在每个被发送的分组中的传输的长度。接收持续时间字段的工作站不应当在无线介质上传输等于持续时间字段的值的时间周期。为了处理"隐藏终端"问题，使用请求发送/清除发送(RTS/CTS)握手机制。在DCF中存在信道访问方案操作的两种模式，一种直接基于CSMA/CA并且一种基于具有RTS/CTS消息交换的CSMA/CA。管理信息库(MIB)属性do〃/i7"iT力re"0^用于区分两种选择的使用。不使用RTS/CTS发送短于阈值的MAC协议数据单元(MPDU),然而使用RTS-CTS发送较长的MPDU。基于RTS-CTS的CSMA/CA机制能够緩和隐藏工作站，因此通常至少为适度大的分组提供无线媒体的更有效使用。图2A-D示意性地示出了采用基于RTS/CTS的CSMA/CA和物理载波监听的基于争用的无线网络的相关部分。在这些图中，通过无线链路将有效载荷数据从笫一节点转发到第二节点。发送RTS和数椐的第一节点在这里表示为T，而发送CTS和ACK的工作站表示为R。第一节点T具有包围特定区域的给定发送范围。该区域中示出的其他网络节点E、F将监听发送节点T的数据转发并且随后被这样的数据转发阻挡(图2A)。以同样的方式，第二节点R具有包围特定区域的给定发送范围，该特定区域相比发送节点T的阻挡区域在尺寸和形状上可以不同。这意味着如果笫二节点R通过无线链路向第一节点T发送数据，则该阻挡区域中示出的其他和/或相同网络节点F、H将被阻挡(图2B)。当第一节点T已经从节点R接收了CTS消息时，其开始发送数据(图2C)。对于节点T，指示为H的节点是隐藏节点。向隐藏工作站H通知节点T的目的是经由从节点R接收的CTS消息进行传输。因此，节点H将不通过节点R发送和干扰正在进行的数据接收。节点E和F将以类似方式推迟偷听RTS和/或CTS的信道访问，而如果节点G没有偷听到RTS或CTS帧则其可以进行传输。一旦节点R已经从节点T接收了数据，节点R发送回ACK到发送节点T(图2D)。图3示出了IEEE802.11中所使用的帧格式。RTS帧包括帧控制字段、持续时间字段、接收机地址(RA)字段、发射机地址(TA)字段和帧检验序列(FCS)。同样，每个CTS和ACK帧包括帧控制字段、持续时间字段、RA字段和FCS字段。最后，有效载荷帧包含帧控制字段、持续时间字段、地址字段、序列控制字段、帧体和FCS字段。本领域技术人员知道，持续时间字段包括用于为物理载波监听(即虛拟载波监听)提供附加的冲突避免机制的持续时间值。持续时间值反映完成发送和接收节点之间的通信的预期时间。现在将参考图4所示的帧交换简单地描述虚拟载波监听背后的机制。发送节点发送RTS帧和有效栽荷(数据)帧，并且接收节点返回CTS帧和ACK帧。当由其他节点或工作站而不是由预期中的节点或工作站接收帧时，则根据帧的给定字段中所指示的持续时间值来设置所谓的MV(网络分配矢量)。这为物理信道访问监听提供了附加的沖突避免机制。只要物理或虛拟载波监听的任一个指示信道上的活动，节点必须保持静寂。另外,'节点不应当访问信道直到给定时段，IEEE802.11中所指示的DCF帧间间隔(DIFS)由于上次时间由物理或虛拟栽波监听给定的信道被占用而流逝。短帧间间隔(SIFS)是用于分离属于一对节点之间的单个对话的传输的时段。例如，这将允许发送节点转回到接收模式并且能够解码到来的消息(例如CTS和ACK)。当信道变为空闲时，工作站开始根据IEEE802.11所定义的信道访问原则和基于争用的类似协议来争用信道。通常，NAV仅能够在接收到新帧时被扩展。也存在当NAV能够被复位时的一些特定实例，但那不是正常操作的一部分。冲突避免和RTS/CTS使用的原则也能够被应用到有效载荷数据的分段，其在图5中是明显的。每个有效载荷片段与相应ACK帧相关。有效载荷片段和ACK充当隐式RTS和CTS。可以由片段的帧控制中的位(字段)来指示另外的片段，允许接收节点确定要接收的预期片段的剩余数目。根据标准，应当使用与RTS相同的链路速率发送CTS，并且应当使用与数据相同的链路速率发送ACK。最初目的是使得发送节点或工作站能够在RTS传输前计算持续时间值。如以上描述，本发明的理念是智能地使用持续时间字段用信号通知链路模式。例如，当使用RTS-CTS交换方案时，发送节点可以假定特定速率并且在RTS的持续时间字段中指示相应持续时间。接收节点根据期望的链路模式调整CTS中的持续时间字段，优选地，接收节点基于可用信道质量信息选择该期望的链路模式。在发送节点中，则响应于CTS的持续时间字段调整数据链路模式，并且在数据帧持续时间字段中通告新持续时间。在使用虛拟载波监听的基于争用的网络中，偷听CTS的节点将保持静寂CTS中所指示的时间，并且偷听数据帧中的持续时间字段的工作站将更新它们将保持静寂的时间。现在将参考特别适于IEEE802.11类型网络的多个本发明的特定实施例来描述本发明。然而，应当理解，本发明不限于此。更确切地，本发明涉及在无线网络中支持链路自适应的通用机制。同样，将关于具有适当持续时间字段设置的RTS-CTS交换主要地描述本发明，但是不可能防止其他消息(例如数椐和ACK消息)中的持续时间字段用作RTS和CTS持续时间字段的补充或替代。在下文中，假定根据本发明使发送节点和接收节点能够进行链路自适应。这可以是例如通过利用具有较小扩展的现有(IEEE802.11)能力交换机制，或替换地根据通过组织唯一标识符(OUI)定义的公司专用MAC地址所交换的能力信息的结果。OUI为24位长并且是以太网MAC地址的一部分。在后一种情况中，想要与另一个节点进行通信的起始节点能够根据oui识别那个节点的厂商。发送节点可以商量支持根据本发明描述的链路信令方案的厂家列表。如所提及的，本发明优选地在CTS消息中使用快速反馈机制，以使得能够指示发送节点选择最优化瞬时链路速率。使用关于一个节点中的接收特性的信息以用于另一个节点中的链路自适应的基本链路自适应原则在这里也变得有用，因为接收节点将能够使用关于接收特性的所有瞬时信息作出链路自适应决定。例如，接收节点可以知道当接收RTS消息时其经历哪个瞬时CIR或等效信道质量度量。根据该信息，该节点可以从可用链路速率组中确定最优链路速率并且发布具有持续时间值的CTS消息，该持续时间值对应于所选择的链路数据速率。然而，尽管CTS反馈较快，用于确定链路速率的机制可能根据前面的通信确定优选平均链路速率(并且由此确定模式)。所提出的调整和广播持续时间的机制允许偷听节点以根据当前通信节点的所选择的速率设置它们各自的NAV配置。本发明的链路自适应信令的重要方面对存在于大多数基于争用的网络协议(例如IEEE802.11(除PS-Poll之外))帧中的持续时间字段进行解释，由此提供用于信令的坚实的后向兼容基础和将来兼容基础。随着RTS帧^皮发布，根据预先确定的假定数据速率来设置持续时间字段。这可以例如是两个工作站都能使用的最高公共速率，或者是发送节点的最高速率。替换地，发送节点简单地以偶然的方式选择速率。响应于RTS,接收节点确定期望的链路速率。例如，所选择的期望链路速率可以比最初假定的用于RTS的链路速率低，并且if交低链路速率指示较长的数据传送持续时间。在CTS持续时间字段中指示新的持续时间，并且CTS帧被广播。这样做时，防止隐藏终端在正确接收间隔期间访问媒体，并且同时将向发送节点通知预期和推荐的链路速率。由更新的发送持续时间和要传送的数据的长度或量概略地给出发送节点中的更新链路速率。基本近似计算接收节点知道预先确定(当前)的假定临时速率N,ss,和临时或当前持续时间DURTENTATIVE5并且能够由此确定要接收/传送的预期数据量的近似估计LDm，丄腊/<=仏咖她1)'"t/Rrsvw脂然后能够根据所确定的数据量L,和由接收节点选择的期望数据链路速率N来估计更新的发送持续时间DUR这意味着根据从接收节点用信号通知的更新的发送持续时间DUR,,发送节点能够如下地提取期望的链路速率NDESIRED:由于知道L隨-Nas匿。DURt腿，，能对上式进行等价转化，因此期望的链路速率被表示成RTS帧中指示的临时或当前持续时间值与CTS帧中指示的更新持续时间之间的比假定同在802.lla中一样，最高"公共"数据速率是54Mbps，以下表l将给出可能用信号通知的数据速率的(粗略)描述。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>如果可能，发送节点首先尝试选择相同速率，但是如果发送节点和接收节点不支持同一组链路速率，发送节点通常选择最靠近的可能速率。如果信道质量较差，则可以选择低阶调制和具有相对低编码速率的编码方案。随着信道质量的改善，使用较高阶调制和较高编码速率的可能性增加。通常，高阶调制和较高编码速率给出比低阶调制和低编码速率高的数据传送速率。实际调制和编码的示例包括64QAM和巻积编码。示例信令图图6是基于基本RTS/CTS交换的本发明的示例实施例的示意图。在该特定示例中，发送节点(源)假定最高可能数据速率，该速率转换为相对短的持续时间值(低估的)。这通常意味着由RTS设置的NAV具有比随后数据传输的实际持续时间短的持续时间，因为由发送节点假定的初始数据速率比由接收节点最终选择的速率高。接收节点(目的地)优选地根据接收RTS时经历的CIR来确定期望的链路速率，并且在CTS中用信号通知相应持续时间。源节点从CTS持续时间字段中提取持续时间值。源节点然后响应于用信号通知的CTS持续时间值来确定更新的链路速率，并且相应地执行链路自适应。仅偷听发送节点的RTS的工作站优选地依靠数据传输的物理载波监听来防止它们访问媒体。这是高效且简单的方法。然而，由于那些节点仅检测RTS而不检测CTS消息，因此一直没有使用虛拟载波监听。为了更高的可靠性，始终能够为仅偷听源传输的那些节点设置虚拟载波监听有时是有益的。图7是示出基于分段的示例实施例的示意图。所谓的MSDU分段是使仅偷听源节点的传输的节点能够设置它们MV的另一种技术。具有分段的成本是SIFS、ACK和物理层开销方面的附加开销。例如，在802.lla中，由于最低数据速率比最高链路速率低9倍，由于每个片段所添加的22比特开销的原因，可以使用最多IO个片段。在该实施例中，RTS中的持续时间值与数据片段和相应确认(ack)有关并且使用最初假定的数据速率来确定。在CTS帧中用信号通知对应于由目的地节点所选择的期望链路速率的更新的发送持续时间。数据片段中的持续时间字段被设置成持续到该片段自己的ack以及下一个片段和ack,但是使用更新的链路速率来确定。例如，数据片段中所指示的持续时间可以包括SIFS周期、当前片段的ack、另一个SIFS周期、下一个片段、又一个SIFS周期以及下一个片段的ack。ack中的持续时间字段被设置成持续到下一个片段和ack。如图8的示意图所示出的，一种变化是将数据片段和ack中的持续时间字段设置成持续到整个MSDU传输的结束。应当理解，可能有其他变化，并且在此示出的实施例仅是示意性的。还应当理解，可能有其他实施例，其中确认中的持续时间字段用于必要链路速率变化的附加信令。这是明显的优势，因为链路速率在分段的数据和ack的传输过程期间能够适应一些实例中的信道质量的变化。这意味着在每个ack中从目的地节点指示更新的发送持续时间，并且响应于连续更新的发送持续时间在源节点中执行相应链路自适应。IEEE802.11的分段过程允许重传。应当理解，重传将引起用于NAV矢量的终止点(terminationpoint)相应地向前移动。这由源节点通过设置正常的"更多片段"指示来控制。如图9的示意图所示，另一个实施例涉及专有的(proprietary)延迟确认方案，其中ack只存在于最后分段的末端，并且除了最后一个数据片段的每个数据片段指示仅持续到下一个片段的持续时间。分段的目的主要是使能NAV设置并且保持与IEEE802.11标准MAC的合理兼容性。在又一个实施例中，如图10的示意图所示，在数据传输之前在发送端(源节点)引入特定NAV设置帧。该MV设置帧包括指示更新的发送持续时间的持续时间字段。存在关于围绕源节点如何设置NAV的各种选择。可以发送任何类型的帧(优选地尽可能短并且不干扰任何其他工作站)。例如，一种选择是可以使用"ACK帧"-其类似于当发送分段时在设置NAV的过程中所完成的。一种替换是在不使用任何地址字段的情况下组合被定义为新子类型的"伪控制帧"以给出仅8字节(2个帧控制+2个持续时间+4个FCS)的最小开销。根据用于NAV设置帧的信号速率，这产生对应于6-9个OFDM符号的总开销。当使用最高链路速率时，可以省略NAVi殳置帧。在802.11的特定示例中，通常参考最高速率来设置持续时间字段的理由是802,11允许NAV矢量被扩展但通常不被简化。然而，注意到存在例外，例如争用空闲周期(freeperiod)中的CF-END帧能够复位NAV矢量。已经在802.11标准化工作中讨论了这点，以用于合并机制来复位或改变NAV矢量。因此，期望参考比最大速率低的速率允许持续时间字段设置是一般足够。例如，然后可以假定将称作F0RCED_DUR的新帧以类似的方式发送到特定NAV设置帧SET-NAV。本发明由此将链路自适应信令合并到现有(IEEE802.11)帧结构中。而且，该信令与遗留终端后向兼容，因为遗留终端根据由与提出的链路自适应信令方案兼容的工作站用信号通知的持续时间字段指示来简单地更新它们的NAV矢量。本发明提供了带宽高效的信令-由于不需要新字段。另外，信令也具有另外的优点-(如果希望的话)其可以在逐帧的基础即刻进行操作。持续时间字段信令细节举例说明，假定使用IEEE802.11a,示出了针对图6的实施例的示例性的详细的持续时间字段计算。如果需要的话，该计算能够被简化。如果已知完善的链路速率，则已经在RTS消息中指示的实际持续时间;故定义为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>其中Tsym是OFDM符号持续时间，N附s是对于所选择的链路速率的每个OFDM符号的未编码比特的数目，值3代表物理层开销OFDM符号，cei1(x)是确定不小于x的最小整数值的函数，并且Cm是说明(accountfor)三个SIFS间隔和CTS持续时间的常数。Len醒和Len^分别是在数据和ACK帧中发送的数据量(以比特为单位)。对于802.11aMAC协议的特定示例，LenDm=22+8Framebody—length+288并且LenAClt=22+14.8。假定发送节点使用最高的可能时间分辨率来表示要发送的数据量。在802.11a中，这对应于lys。因此，信令是OFDM持续时间(4ps)的四分之一增量(1ns)。发送节点优选地选择最高速率，并且按照如下确定要在RTS字段中用信号通知的持续时间值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>其中，Ndps,是假定的最高速率，并且Cm是时间分辨率补偿常数。根据用信号通知的持续时间值以及对假定的数据速率的了解，接收节点如下地估计数据长度<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>随后，接收节点按照如下使用所选择的链路速率来确定持续时间:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>其中NDPS(sBu是所选择的速率，并且Cas说明2个SIFS周期。根据从接收节点用信号通知的持续时间值、临时RTS持续时间值和假定的数据速率，发送节点确定要用于数据传输的更新链路数据速率(UPDATED)o优选地，特别地对于802.lla,应当考虑分段效果，因为0FDM符号能够实质上为空数据比特或者使用例如在802.11a的54Mbps链路速率的216个比特来填充。性能估计为了例证上述计算，图11使用连续线将各个链路速率的实际持续时间示为帧体长度的函数。点线指示在CTS消息中用信号通知的估计持续时间。为了简明起见，已经移除了用于CTS和SIFS的持续时间间隔。注意到，由于在802.lla的数据传输中最后OFDM符号的部分使用，在本发明中，发送节点将偷听到比实际所需的持续时间字段长1/4，1/2或3/4OFDM符号的持续时间字段。另一方面，取决于速率，接收节点可以针对高数据速率另外地用信号通知高达1个OFDM符号的持续时间以及高达比所需的多l-2个OFDM符号的额外持续时间。瞬时链路自适应的净效益证明了这样小的信道损耗是足够的。对于1、2、5.5和11Mbps模式的802.lib和802.11中的单载波方案，将不会注意到该效果，因为可以忽略分段效果。具有链路速率存储器的扩展对所有实施例的一个扩展是起始节点使用最后使用的链路速率而不是一直使用最高链路速率来确定要在RTS帧中发送的持续时间。接收节点从先前数据接收的链路速率设置中意识到起始发送节点占据哪个链路速率状态。根椐用于RTS持续时间指示的(已知)链路速率假定，接收节点如前地执行相同的计算。如果连续传输之间的时间超过预定值，起始发送节点和接收节点两者都优选地将假定的链路速率复位到预定值。该扩展的目的是确保RTS帧中所指示的持续时间与所使用的实际持续时间更加一致。实施方式方面图12是示出了根据本发明的示例实施例的接收端的示意框图。接收节点基本上包括连接到天线系统的常规接收机链5、解调器IO、解码器15、接收緩冲器20、MAC控制模块22、信道质量估计器25、链路速率估计器30、发送持续时间提取器35、发送持续时间估计器40、发送队列45、封装单元5Q、编码器55、调制器60和常规传输链65。MAC控制模块22处理与媒体访问有关的处理和信令，并且尤其识别响应于RTS消息产生CTS消息的需求和响应于END-OF-DATA指示产生ACK消息的需求。响应于诸如来自起始发送节点的数据片段消息或RTS消息之类的消息，信道质量估计器25提供信道质量的估计(例如CIR)。根据该信道质量估计，链路速率估计器30确定用于从发送端的随后数据通信的期望链路速率。发送持续时间提取器35优选地解释所接收的消息(例如RTS或数据片段消息)中的持续时间字段并且由此获得关于当前指示的发送持续时间的信息。发送持续时间估计器40通过使用来自发送持续时间提取器35的关于当前发送持续时间的信息以及来自链路速率估计器30的关于期望链路速率的信息来根据期望的链路速率确定更新的发送持续时间。随后在要发送到起始节点的消息(例如CTS消息或ACK消息)的持续时间字段中指示发送持续时间。通常在封装单元50中产生相应消息帧，该封装单元50执行封装和寻址。接下来，将信息传送到编码器55和调制器60，用于根据适当的调制和编码方案(MCS)进行编码和调制。在802.11中，通常由所接收的消息中的链路速率来设置从接收端进行传输的链路速率。例如，通常由RTS速率设置CTS链路速率，并且通常由数据链路速率设置ACK链路速率。替换地，可以根据由链路速率估计器30确定的数据链路速率可选地设置用于从接收端进行传输的调制和编码方案，如由从链路速率估计器30到编码器55和调制器60的虛线所指示的那样。图13是示出了根据本发明的示例实施例的发送端的示意框图。发送节点基本上包括连接到天线系统的常规接收机链105、解调器110、解码器115、接收緩冲器120、发送持续时间提取器125、链路速率选择器130、MAC控制单元132、发送队列135、封装单元140、编码器145、调制器150和常规传输链155。最初，发送节点可以发送初始消息(例如包括临时或当前发送持续时间的指示的RTS消息)到接收节点。链路速率选择器130优选地根据当前假定的临时链路速率来命令调制和编码方案(MCS)的使用以用于RTS消息的传输。关于临时链路速率的信息可以例如从MAC控制模块132获得。替换地，MAC控制模块直接地选择要使用的初始MCS。响应于例如包括来自接收节点的更新的发送持续时间的指示的ACK消息或CTS消息，发送持续时间提取器125解释所接收息。链路速率选、择器i;o响应于更新的^送持续时间(以及数据分组长度的先验已知信息和也可能的与媒体访问协议有关的详尽参数，或者先前指示的临时速率和持续时间)来确定更新的数据链路速率，并且选择要在传输数据到达接收节点中所使用的适当调制和编码方案(MCS)。MAC控制模块132处理与媒体访问有关的处理和信令，并且尤其处理RTS和数据信令，并且向链路速率选择器130提供关于数据分组长度的信息以及也可能的与媒体访问协议有关的详尽参数。例如，MAC控制模块132可以触发RTS消息的信令，该RTS消息包括持续时间字段中的临时发送持续时间的指示。MAC控制模块132也可以响应于CTS消息启动数据传输。例如在MAC控制模块132的控制下，通过选择来自发送队列135的数据并且传送数据到封装单元140来产生数据消息，其中封装单元140执行封装和寻址。在数据帧的持续时间字段中指示对应于更新链路速率的持续时间。编码器145和调制器150根据所选择的链路模式(MCS)执行编码和调制并且传输链155最后发送数据帧到接收节点。给出以上实施例仅用作示例，并且应当理解，本发明不限于此。保持在此公开和要求保护的基本原理的另外修改、变化和改进在本发明的范围内。权利要求1.一种在包括至少两个节点的无线网络中支持链路自适应的方法，所述方法包括以下步骤-指定的起始节点向至少一个指定的接收节点发送第一消息，该第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间的指示，其中所述当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率；-所述指定的接收节点选择用于从所述指定的起始节点进行随后通信的期望数据链路速率；-所述指定的接收节点根据所述期望数据链路速率确定更新的发送持续时间；-所述指定的接收节点向至少所述指定的起始节点发送第二消息，该第二消息包括所述更新的发送持续时间的指示；以及-所述指定的起始节点响应于所述更新的发送持续时间来确定更新的数据链路速率。2.如权利要求l所述的方法，还包括所述指定的起始节点根椐所迷更新的数据链路速率执行链路自适应的步骤。3.如权利要求2所述的方法，还包括所述指定的起始节点以所述更新的数据链路速率向所述指定的接收节点发送数据并且指示对应于所述更新的数据链路速率的发送持续时间的步骤。4.如权利要求l所述的方法，其中基于在所述第一消息中指示的所述当前发送持续时间、所述指定的起始节点和所述指定的接收节点两者都知道的所述当前假定的链路速率以及由所述接收节点选择的所述期望链路速率来确定所述更新的发送持续时间。5.如权利要求4所述的方法，其中确定更新的发送持续时间的所迷步骤包括以下步骤-基于当前假定的数据链路速率和当前发送持续时间来确定要接收的预期信息量；以及-根据已确定的信息量和由接收节点选择的期望数据链路速率确定所述更新的发送持续时间。6.如权利要求5所述的方法，其中确定要接收的预期信息量的所迷步骤和确定所述更新的发送持续时间的所述步骤二者都考虑MAC(媒体访问控制)协议信息。7.如权利要求l所述的方法，其中所迷第一消息是RTS(请求发送)消息，并且所述笫二消息是CTS(清除发送)消息。8.如权利要求l所述的方法，其中所述第一消息是数椐片段消息，并且所述第二消息是数据确认消息。9.如权利要求l所述的方法，其中在每个相应消息的发送持续时间字段中指示发送持续时间。10.如权利要求1所述的方法，其中所述无线网络基于争用的媒体11.如权利要求1所述的方法，其中所述无线网络是IEEE802.11类型的网络。12.如权利要求1所述的方法，其中基于来自所述指定的接收节点的发送持续时间的至少一个先前指示来确定所述当前假定的数据链路速率，如果所述至少一个先前指示发生在预定时间周期内的话。13.如权利要求1所述的方法，其中选择期望数据链路速率的所述步骤包括步骤当与所述指定的起始节点通信时，所述接收节点基于接收特性来确定所述期望数据链路速率。14.如权利要求1所述的方法，其中基于所述更新的发送持续时间和要传送的所述预定信息量来确定所述更新的数据链路速率。15.—种在包括至少两个节点的无线网络中支持链路自适应的系统，所述系统包括-用于从指定的起始节点向至少一个指定的接收节点发送第一消息的装置，该第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间的指示，其中所述当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率；-用于在所述指定的接收节点中确定用于从所述指定的起始节点进行随后通信的期望数据链路速率的装置；-用于在所述指定的接收节点中根据所述期望链路速率确定更新的发送持续时间的装置；-用于从所述指定的接收节点向至少所述指定的起始节点发送第二消息的装置，该第二消息包括所述更新的发送持续时间的指示；以及-用于在所述指定的起始节点中响应于所述更新的发送持续时间来确定更新的数据链路速率的装置。16.如权利^"求15所述的系统，还包括用于在所述指定的起始节点中根据所述更新的数据链路速率执行链路自适应的装置。17.如权利要求16所述的系统，还包括用于以所述更新的数据链路速率从所述指定的起始节点向所述指定的接收节点发送数据并且指示对应于所述更新的数据链路速率的发送持续时间的装置。18.如权利要求15所述的系统，其中所迷确定装置可操作地用于基于在所述第一消息中指示的所述当前发送持续时间、所述指定的起始节点和所述指定的接收节点两者都知道的所述当前假定链路速率以及由所述接收节点选择的所述期望链路速率来确定更新的发送持续时间。19.如权利要求18所述的系统，其中用于确定更新的发送持续时间的所述装置包括-用于基于当前假定的数据链路速率和当前发送持续时间来确定要接收的预期信息量的装置；以及-用于基于已确定的信息量和由所述接收节点选择的期望数据链路速率来估计所述更新的发送持续时间的装置。20.如权利要求19所述的系统，其中用于确定要接收的预期信息量的所述装置和用于确定所述更新的发送持续时间的所述装置二者都基于MAC(媒体访问控制)协议信息进行操作。21.如权利要求15所述的系统，其中所述第一消息是RTS(请求发送)消息，并且所述第二消息是CTS(清除发送)消息。22.如权利要求15所述的系统，其中所述第一消息是数椐片段消息，并且所述第二消息是数据确认消息。23.如,权利要求15所述的系统，其中在每个相应消息的发送持续时间字段中指示发送持续时间。24.如权利要求15所述的系统，其中所述无线网络基于争用的媒体访问协议进行操作以传送用于虚拟载波监听的发送持续时间信息。25.如权利要求15所述的系统，其中所述无线网络是IEEE802.11类型的网络。26.如权利要求15所述的系统，还包括用于基于来自所迷指定的接收节点的发送持续时间的至少一个先前指示来确定所述当前假定的数据链路速率的装置，如果所述至少一个先前指示发生在预定时间周期内的话。27.如权利要求15所述的系统，其中用于确定期望数据链路速率的所述装置包括当与所述指定的起始节点通信时用于在所述指定的接收节点中基于接收特性确定所述期望数据链路速率的装置。28.如权利要求15所述的系统，其中用于确定更新的数据链路速率的所述装置可操作地用于基于所述更新的发送持续时间和要传送的所述预定信息量来确定所述更新链路速率。29.—种无线网络中的接收节点，所述接收节点包括-用于至少部分地基于最初从所述发送节点用信号通知的当前发送持续时间和由所述接收节点选择的期望数据链路速率来确定用于从指定的发送节点传送预定信息量的更新的发送持续时间的装置，其中所述当前发送持续时间对应于当前假定的链路速率；-用于向至少所述发送节点用信号通知所述更新的发送持续时间的指示，以使得所述发送节点能够响应于所述更新的发送持续时间来使数据链路速率适应用于发送数据到所述接收节点的装置。30.—种无线网络中的发送节点，所述发送节点包括-用于向至少一个指定的接收节点用信号通知用于传送预定信息量的当前发送持续时间的指示的装置，其中所述当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率；-用于从所述指定的接收节点接收更新的发送持续时间的指示的装置，由所述接收节点至少部分基于从所述发送节点进行随后通信的期望数据链路速率、所迷当前假定的链路速率和所述用信号通知的当前发送持续时间来确定所述更新的发送持续时间；以及-用于响应于所述更新的发送持续时间使数据链路速率适应用于发送数据到所述接收节点的装置。31.—种在包括至少两个节点的无线网络中支持链路自适应的系统，所述系统包括-从指定的起始节点向至少一个指定的接收节点发送第一消息的第一发送模块，该第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间的指示，其中所述当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率；-用于在所述指定的接收节点中确定从所述指定的起始节点进行随后通信的期望数据链路速率的第一链路速率估计器；-用于在所述指定的接收节点中根据所述期望链路速率确定更新的发送持续时间的发送持续时间估计器；-用于从所述指定的接收节点向至少所述指定的起始节点发送第二消息的第二发送模块，该第二消息包括所述更新的发送持续时间的指示；以及-用于在所述起始节点中响应于所述更新的发送持续时间来确定更新的数据链路速率的第二链路速率估计器。全文摘要简言之，本发明涉及在无线网络中支持链路自适应的问题，并且主要地涉及基于发送持续时间信息的传送的用于链路自适应的隐式信令。更具体地，指定的起始节点向至少一个指定的接收节点发送(S1)第一消息，该第一消息包括用于传送预定信息量的当前发送持续时间的指示。当前发送持续时间对应于当前假定的数据链路速率。指定的接收节点选择(S2)用于从起始节点进行随后通信的期望数据链路速率，并且然后根据所选择的数据链路速率确定(S3)更新的发送持续时间。接收节点向至少所述指定的起始节点发送(S4)包括更新的发送持续时间的指示的第二消息，并且起始节点然后响应于更新的发送持续时间来确定(S5)更新的数据链路速率。特别地，可以优选地在支持虚拟载波监听的基于争用的网络协议的帧的现有持续时间字段中传送发送持续时间信息。文档编号H04L12/28GK101305540SQ200580052025公开日2008年11月12日申请日期2005年11月7日优先权日2005年11月7日发明者P·拉森申请人:艾利森电话股份有限公司