一种无线通信方法、发送装置及接收装置与流程

本申请要求申请日为2012年2月6日，申请号为201210025382.4，发明名称为“一种无线通信方法及装置”的在先申请的优先权，该在先申请的全部内容均已在本申请中体现。

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及一种无线通信方法、发送装置及接收装置。

背景技术：

近年来，短距离无线网络技术有基于802.11标准的无线局域网WiFi技术、基于802.15的蓝牙Bluetooth系统以及由移动通信系统衍生而来的面向室内应用的Femto技术等等。

随着无线通信技术的快速发展，对于在无线通信系统中实现更加适用的MAC层实现方案提出了更高的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对新定义的中短距离通信系统专门设计的功能完整、结构简洁、易于实现和扩展的通用MAC帧头，适用于中短距离通信系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无线通信方法，包括：在第一层上接收一个或多个流，每个流包括一个或多个分组；在第二层根据来自所述一个或多个流的一个或多个分组而生成一个或多个媒体介入控制MAC层协议数据单元MPDU；所述MPDU包括MAC帧头、帧体和帧校验序列FCS；所述MAC帧头包括帧控制、分片号、序号、预留、分片指示和长度；在第三层形成物理帧，用于传输第二层生成的MPDU。

在一些可选的实施例中，所述帧体用于携带需要传递的数据或者管理消息的内容的净荷。

在一些可选的实施例中，所述帧控制域包括协议版本、帧类型、子类型、流标识、重传、功率节省和预留；其中，

所述协议版本，用于指示当前标准的协议版本号；

所述帧类型，用于标识帧的功能类型，所述帧类型包括数据和管理两种类型；

所述子类型，用于标识具体每种帧的功能；

所述流标识，用于标识每个终端的业务连接；

所述重传，用于辅助去除重复帧；

所述功率节省，用于指示STA的功率节省模式。

所述长度字段，用于表示长度字段之后所有字段的总字节长度；

所述分片指示，用于指示后面是否还有更多分片；

所述分片号，用于指示MSDU的每个分片的编号；

所述序号，用于指示MSDU的序列编号。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无线通信方法，包括：根据媒体接入控制协议数据单元MPDU的类型确定媒体接入控制MAC帧头的类型；对MAC帧头中的功能字段赋值，生成所述MAC帧头；生成MPDU，所述MPDU至少包括MAC帧头；将所述MPDU封装并发送出去。

在一些可选的实施例中，所述MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

在一些可选的实施例中，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，还包括：

根据待发送的内容确定所述MPDU的类型。

在一些可选的实施例中，还包括：

根据所述待发送的内容将所述MPDU的帧体填充净荷；所述MPDU至少包括所述MAC帧头和帧体；其中，所述净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种无线通信方法，包括：

接收媒体接入控制协议数据单元MPDU；所述MPDU至少包括媒体接入控制MAC帧头；

根据所述MAC帧头解析所述MPDU，并确定所述MPDU的类型。

在一些可选的实施例中，所述MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

在一些可选的实施例中，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述MPDU还包括帧体，该方法还包括：

解析帧体，从其中提取净荷，所述净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种发送装置，包括：

确定模块，用于根据媒体接入控制协议数据单元MPDU的类型确定媒体接入控制MAC帧头的类型；

第一生成模块，用于MAC帧头中的功能字段赋值，生成所述MAC帧头；

第二生成模块，用于生成MPDU，所述MPDU至少包括MAC帧头；

发送模块，用于将所述MPDU封装并发送出去。

在一些可选的实施例中，所述MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

在一些可选的实施例中，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述确定模块，还用于根据待发送的内容确定MPDU的类型。

在一些可选的实施例中，所述第二生成模块，还用于根据所述待发送的内容将MPDU的帧体填充净荷；所述MPDU至少包括MAC帧头和帧体；所述净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种接收装置，包括：

接收模块，用于接收媒体接入控制协议数据单元MPDU；所述MPDU至少包括媒体接入控制MAC帧头；

解析模块，用于根据MAC帧头解析所述MPDU，并确定所述MPDU的类型。

在一些可选的实施例中，所述MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

在一些可选的实施例中，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流。

在一些可选的实施例中，所述第一类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述第二类帧的MAC帧头由承载协议版本信息的字段、承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成，其中，

所述协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

所述帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

所述流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流；

所述重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧；

所述分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

所述序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

所述分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

该长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

在一些可选的实施例中，所述MPDU还包括帧体，所述解析模块，还用于解析帧体，从其中提取净荷；所述净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

通过本发明，采用对MPDU的通用MAC帧头的设计，实现了一种功能完整、结构简洁、易于实现和扩展的信令格式，适用于新定义的中短距离无线通信系统，并且降低了处理复杂度，处理简单，稳定，解析方便，对系统性能要求不高，并且减小了系统开销，实现了业务的高效传输，提高了空口资源的利用率。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的中短距离无线通信系统的系统架构示意图；

图2是本发明实施例一提供的中短距离无线通信系统的PHY层帧结构；

图3是本发明实施例一提供的中短距离无线通信系统中终端和接入点的协议构成的示意图；

图4是为本发明实施例一提供的中短距离无线通信系统中STA和CAP的协议数据发送和接收的示意图；

图5是本发明实施例一中提供的中短距离无线通信系统中MAC层功能结构的示意图；

图6是本发明实施例一中提供的一种MAC帧结构的示意图；

图7是本发明实施例一中提供的另一种MAC帧结构的示意图；

图8是本发明实施例一中提供的另一种MAC帧结构的示意图；

图9是本发明实施例二中提供的一种无线通信方法的流程示意图；

图10是本发明实施例三中提供的一种无线通信方法的流程示意图；

图11是本发明实施例四中提供的一种MAC帧结构的示意图；

图12是本发明实施例四中提供的帧控制字段的结构示意图；

图13是本发明实施例五中提供的另一种帧控制字段的结构示意图；

图14是本发明实施例六中提供的又一种MAC帧结构的示意图；

图15是本发明实施例七中提供的一种发送装置的结构示意图；

图16是本发明实施例八中提供的一种接收装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

下列术语和定义适用于本发明。

媒体接入控制(MAC，Media Access Control)；

MAC协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)MPDU：两个对等MAC实体之间利用PHY层服务所交换的数据单元；

MAC管理协议数据单元(MPDU，Management Protocol Data Unit)MMPDU：两个对等MAC实体之间为实现MAC管理协议所交换的数据单元；

MAC服务数据单元(SDU，Service Data Unit)MSDU：MAC服务访问点(SAP)之间作为单元而交付的信息；

物理层(PHY，Physical layer)；

协议数据单元(PDU，协议数据单元)；

中心接入点(CAP，Central Access Point)：为接入的站点提供访问服务的实体；

站点(STA，Station)：具有MAC和PHY功能接口，能与CAP通信的终端设备；

流标识(FID，FLOW ID)；

帧校验序列(FCS，Frame Check Sequence)；

多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)；

正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)；

服务质量(QoS，Quality Of Service)；

物理层(PHY，Physical layer)；

自动请求重传(ARQ，Automatic Repeat Request)。

实施例一

在本发明实施例一中，提供了一种新定义的中短距离无线通信系统。

一、中短距离无线通信系统的协议结构

系统参考模型如图1所示，其中各层的主要功能如下：

MAC层包括适配子层和MAC子层。

适配子层：主要提供外部网络数据和MAC业务数据单元(MSDU)之间的映射和转换的功能；

MAC子层：除了担当媒体接入控制功能外，还包括对系统的管理和控制以及对PHY的特定功能的支持。

PHY层：主要提供将MAC层协议数据单元(MPDU)映射到相应的物理信道的PHY传输机制，采用了正交频分复用(OFDM)和多入多出(MIMO)技术。

MAC层是位于高层和收发PHY层之间的中间层，用于管理和控制多个用户之间的分配和共享物理层传输资源。在中短距离无线通信系统中为了支持多媒体业务具有服务质量QoS保证并高效传输，离不开高效的MAC协议设计。因此本发明主要涉及用于高速率和高数据吞吐的系统的MAC处理。

MAC层单元和PHY单元实现高数据吞吐的中短距离无线通信系统的关键所在。下面主要描述的是适用于中短距离高速无线通信系统的MAC层单元设计。

参见图2，该图示出了新定义的中短距离无线通信系统的PHY层帧结构，帧结构中各子信道的定义如表1所示。

表1

通常，中短距离无线通信系统接入系统由中心接入点(CAP)和终端(STA)组成，其中终端包括现有的各种数据设备，例如：PDA、笔记本、照相机、摄像机等。如图3所示，终端STA1和终端STA2通过空中接口协议接入CAP，CAP通过有线或者无线与现有的外部网络(如IP骨干网、以太网)建立通信。其中CAP的协议组成是由空中接口层，包括MAC层和PHY两层组成。STA协议组成由应用层(Application)、传输控制层(TCP)、网络层(IP层)、MAC层和PHY层组成。

基于此协议组成，图4给出了STA和CAP之间协议数据的发送和接收的过程的示意图，例如：STA想发送数据给CAP，STA首先将应用数据(如VoIP、视频等)经过应用层、TCP/IP层处理并打包，以IP分组的形式发送给IP适配层，由IP适配层进行转换和映射，发送给MAC层，MAC层经过分片、加密、成帧、聚合等操作，发给PHY层，最终由PHY映射到无线信道上进行数据传输。

二、MAC层单元功能设计

MAC层用于管理和控制多个用户之间分配和共享物理层传输资源。在本部分中，为了支持多媒体业务具有QoS保证并高效传输，本部分定义的MAC层具有如下特征：

-系统采用面向多用户调度的集中控制架构；

-系统MAC层提供面向连接的服务，支持不同优先级业务的QoS。

中短距离无线通信系统的MAC子层单元功能结构示意图如图5所示：

MAC层分为两部分，适配子层和MAC子层。

适配子层

MAC层分为两部分，适配子层和MAC子层。其中适配子层使用MAC子层提供的服务。适配子层完成功能如下：

接收来自上层的业务数据单元(SDU)；

对接收的上层SDU进行分类；

将本层生成的适配子层的PDU送给MAC子层；

接收对等实体中适配子层的SDU。

MAC子层

MAC子层基本功能分为管理控制平面和数据平面。

管理控制平面包括如下功能：

系统配置：管理系统配置消息，并和终端交互系统配置信息。

无线资源管理：主要完成业务调度功能，基于业务参数和信道条件完成资源分配，具备负载均衡、接入控制等功能。

入网管理：负责初始化和接入流程，产生接入流程所需的消息，包括：接入码选择、能力协商等。

QoS管理：管理业务的QoS参数，并维护每个业务流的建立、修改和删除等。

节电管理：管理无业务的STA进入休眠状态，以及从休眠状态回到激活状态。

PHY层控制：主要包括以下子功能：

信道管理：包含信道切换，管理频谱测量和消息报告；

MIMO管理：信道探测机制、MIMO工作模式确定和选择、链路自适应、CQI测量和反馈、MCS选择和反馈、功率的控制和管理

数据平面包括如下功能：

自动请求重传(ARQ)：对MAC层的MPDU或者分片/聚合MPDU的确认和重传操作；

分片/重组：根据调度结果发端将上层业务数据单元进行分片处理后发送给下一个处理模块，在接收端将多个分片重组恢复；

MPDU生成：将上层业务单元封装成基本的MAC帧，然后发送给下一个处理模块；

MPDU聚合：根据调度结果发端将上层业务数据单元进行聚合操作。

三、MAC帧结构

为实现前述定义的中短距离无线通信系统的MAC子层单元中各个模块的功能，本发明专门设计了一种适合高速大容量传输数据网络的MAC协议数据单元(MPDU)，通过不同功能的MPDU之间的交互，来实现该系统中各个模块的功能，从而实现了该中短距离无线通信系统的功能。

N层协议之间传递的数据称为业务数据单元(SDU，Service Data Unit)，而N层协议实体之间传递的数据称为协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)。

MPDU适用于通信双方之间，即发送端和接收端之间，用于进行无线通信。发送端例如本发明中的CAP或STA，接收端也例如本发明中的CAP或STA。通信双方预先协商好MPDU的帧格式，每次通信时发送端对预先配协商好的MPDU的各个字段赋值，得到MPDU，并发送出去，接收端收到MPDU后进行解析，从而实现了双方的通信。

本发明所设计的MPDU是一种针对高速、大容量数据传输的帧结构。图6给出了MPDU用MAC层封装的帧格式。如图6所示，每一个MPDU都可以被分成三部分：第一部分是定长的通用MAC帧头；第二部分是帧体，用于承载MPDU所携带的净荷；第三部分是帧校验序列(FCS，Frame Check Sequence)信息。MAC帧中的所有字段包含的比特按照从低到高进行编号，按照从低到高的顺序发送到物理层。一个字节内的比特按照由左(LSB)到右(MSB)的顺序传送到物理层。同一字段内包含的比特按照从低到高的编号顺序对应十进制数例如b9-b11＝000，对应0；b9-b11＝001，对应4。

所谓MAC帧头是指，MPDU中除了帧体与FCS以外的部分。

其中，第二部分帧体，用于承载MPDU所携带的净荷，即需要传递的数据或者管理消息的内容。较佳地，净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。中短距离无线通信系统允许净荷是定长的，也允许净荷是变长的，所以整个MPDU的长度也是固定的或者可变的。当帧体字段的长度是可变的，则最小帧体长度为0个字节，最大帧体长度是4095字节。这使得中短距离无线通信系统的MAC可以处理任意的上层业务类型，而不需要了解所承载消息的具体格式或比特编码的模式。另外，中短距离无线通信系统中MPDU中的净荷是可选的。对于某些管理控制帧，允许仅仅出现不包括帧体的MAC帧头部分，如图7所示，只包括MAC帧头和FCS，或者如图8所示，只包括MAC帧头。

其中，帧检验序列FCS字段，用于帧检验。

FCS字段是一个32比特长的字段，包含一个32比特CRC。FCS由MAC帧头和帧体的全部字段计算得到。

FCS采用下述32次方标准多项式计算得到：

G(x)＝x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

寄存器初始状态为0xFFFFFFFF，运算结束后将寄存器状态取反作为FCS字段输出。FCS字段按照从高阶到低阶的字节顺序进行发送。

实施例二

本发明实施例二提出了一种无线通信方法，如图9所示，该方法包括：

步骤S101，根据MPDU的类型确定MAC帧头的类型。

较佳地，还包括：根据待发送的内容确定MPDU的类型。

较佳地，待发送的内容包括：上层协议数据单元或MAC层管理消息。

步骤S102，对MAC帧头中的功能字段赋值，生成MAC帧头；

较佳地，MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

较佳地，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

较佳地，第一类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，

协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本；

帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

流标识信息，用于指示当前帧所属的特定上行或下行业务流。

较佳地，第一类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成，

重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

较佳地，第二类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

较佳地，第二类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成。

其中，帧类型信息与子类型信息可以承载于同一个字段，也可以承载于不同的字段。

步骤S103，生成MPDU，所述MPDU至少包括MAC帧头。

步骤S104，将所述MPDU封装并发送出去。

较佳地，步骤S102还包括：根据MAC帧头确定MPDU的CRC信息，得到帧校验序列FCS，步骤S103生成的MPDU至少包括MAC帧头和FCS。

在一些实施例中，还提供了一种无线通信方法，包括：

步骤S201，根据MPDU的类型确定MAC帧头的类型。

较佳地，还包括：根据待发送的内容确定MPDU的类型。

步骤S202，对MAC帧头中的功能字段赋值，生成MAC帧头；

根据待发送的内容对MPDU的帧体填充净荷。

其中，MAC帧头的组成结构，与实施例一中的描述相同，在此不再赘述。

其中，净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

步骤S203，生成MPDU，所述MPDU至少包括MAC帧头和帧体。

较佳地，步骤S202还包括：根据MAC帧头和帧体确定MPDU的CRC信息，得到FCS，步骤S203中生成的MPDU至少包括MAC帧头和FCS。

实施例三

本发明实施例三提出了一种无线通信方法，如图10所示，包括：

步骤S301，接收媒体接入控制协议数据单元MPDU，该MPDU至少包括MAC帧头。

较佳地，该MPDU至少包括MAC帧头和帧体。

步骤S302，根据所述MAC帧头解析所述MPDU，并确定所述MPDU的类型。

较佳地，MPDU的类型包括两类帧，所述两类帧具有不同的MAC帧头长度。

较佳地，第一类帧的MAC帧头的长度L1和第二类帧的MAC帧头的长度L2均为固定值；其中，L1小于L2。

较佳地，第一类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段和承载流标识信息的字段组成；其中，

协议版本信息，用于指示当前标准的协议版本号；

帧类型信息和子类型信息，用于指示帧的功能类型；

流标识信息，用于指示上行或下行业务流。

较佳地，第一类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息和承载重传指示信息的字段组成，

重传指示信息，用于指示当前帧为前面帧的重传帧。

较佳地，第二类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成；其中，

分片号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的每个分片的编号；

序号信息，用于指示MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的序列编号；

分片指示信息，若后面还有当前MAC服务数据单元MSDU或MAC管理协议数据单元MMPDU的分片；

长度信息，用于指示MAC帧头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度。

较佳地，第二类帧的MAC帧头由承载帧类型信息的字段、承载子类型信息的字段、承载协议版本信息的字段、承载流标识信息的字段、承载重传指示信息的字段、承载分片号信息的字段、承载序号信息的字段、承载分片指示信息的字段和承载长度信息的字段组成。

其中，帧类型信息与子类型信息可以承载于同一个字段，也可以承载于不同的字段。

较佳地，当MPDU至少包括MAC帧头和帧体时，步骤S302还包括解析MAC帧体，从帧体提取净荷。

其中，净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

较佳地，如果MPDU中还携带FCS，则还包括以下步骤：根据长度信息定位FCS，根据FCS对MAC帧头和帧体进行CRC校验。

该长度信息为MPDU中携带的长度信息或者系统预设的长度信息；其中，

对于类型是有序列号管理控制帧，该长度信息为MPDU中携带的长度信息；对于无列号管理控制帧，该长度信息为系统预设的长度信息。

下面分别以不同情况的实施例对MPDU的帧结构进行详细说明。

实施例四

本发明实施例四中提供了一种定长的通用MAC帧，如图11所示：包括MAC帧头、帧体和FCS字段；其中，MAC帧头至少包括帧控制字段，用于指示当前MPDU的控制信息。

本发明实施例中所有的MAC帧头都包含帧控制字段。

如图12所示，帧控制字段具体由下列字段所组成：协议版本字段、帧类型字段、子类型字段和流标识字段。

(1)协议版本字段

该字段用于指示当前标准的协议版本，使得接收端按照相应的MAC协议与发送端通信。

协议版本字段长度为2比特。

(2)帧类型字段

该字段用于标识帧的功能类型，使得接收端能够识别相应的帧。

帧类型共有两种类型：管理控制和数据。

帧类型字段长度为1比特。

(3)子类型字段

子类型字段长度为5比特。

该字段与帧类型字段共同标识帧的功能类型。

每种帧类型又分为几种子类型。例如：表2列举了类型和子类型的各种有效组合。如下所示：

表2

管理控制帧包括两种类型：有序列号管理控制帧和无序列号管理控制帧。具体地；

有序列号管理控制帧包括：广播信息帧、基于信道状态信息的多入多出反馈帧、基于波束赋形矩阵的反馈帧、信道质量反馈帧。

无序列号管理控制帧包括：随机接入请求帧、随机接入响应帧、终端基本能力协商请求帧、终端基本能力协商响应帧、动态业务建立请求帧、动态业务建立响应帧、动态业务修改请求帧、动态业务修改响应帧、动态业务删除请求帧、动态业务删除响应帧、独立资源请求帧、确认帧、组确认请求帧帧、组确认帧、退出网络帧、信道切换通知帧、休眠请求帧、休眠响应帧和下行业务指示帧。

无序列号管理控制帧帧格式如图11所示，包括MAC帧头、帧体和FCS，MAC帧头包括帧控制字段。

有序列号管理控制帧帧格式如图13所示，至少包括MAC帧头和FCS，较佳地，还包括帧体。MAC帧头包括帧控制字段、分片号字段、序号字段、预留字段、分片指示字段和长度字段。

当接收端接收到设置了帧类型字段和子类型字段的帧时，即可得知该MPDU具体属于管理控制帧还是数据帧，以及具体属于哪种子类型。

(4)流标识字段

该字段用于标识当前帧所属的特定上行或下行业务流，使得接收端能够识别MPDU所属的业务流。

流标识字段的长度为4比特。0000用于管理控制帧，0001-1111用于数据帧。

(5)预留字段

预留字段的长度为4比特。

在该实施例中，可以有帧体，也可以没有。如果帧体是定长的，则帧体的长度是系统预设的长度值。

在该实施例中，可以有FCS字段，也可以没有，图13中仅以FCS为4字节举例说明。

实施例五

本实施例五中提供了一种MAC帧头，包括帧控制字段。

如图14所示，该帧控制字段由下列字段所组成：协议类型、帧类型、子类型、流标识和重传指示。

其中，重传指示字段用于指示当前帧是否为前面帧的重传帧，使得接收端能够区别新来的帧和重传帧。

重传指示字段长度为1比特。若当前帧为前面帧的重传帧，该字段设置为1；否则，设置为0。

实施例六

本发明实施例六中提供了另外一种MAC帧。

如图13所示，MAC帧头由以下字段所组成：帧控制字段、分片号字段、序号字段、分片指示字段和长度字段。

(1)、帧控制字段

该帧控制字段中具体包括的各个字段与实施例四和五中描述的相同，具体参考实施例四和五，此处不再赘述。

(2)分片号字段

分片号字段长度为4比特，用于指示MSDU/MMPDU的每个分片的编号，取值范围为0-15。当MSDU/MMPDU仅有一个分片时，分片号为0；当MSDU/MMPDU有多个分片时，其第一个分片号为0。同一MSDU/MMPDU的不同分片的分片号以1递增。

(3)序号字段

序号字段长度为12比特，取值范围为0-4095，用以指示MSDU/MMPDU的序列编号。一个FID流内所有发送的MSDU/MMPDU均被分配一个序号。第一个MSDU/MMPDU序号为0，同一FID内不同MSDU/MMPDU的序号以1递增。

(4)预留字段

预留字段为3比特，默认设置为0。

(5)分片指示字段，用于指示后面是否还有更多分片；

分片指示字段长度为1比特。在所有的数据帧或有序列号管理控制帧中，若后面还有当前MSDU/MMPDU的分片，该字段被设置为1；否则，该字段被设置为0。

通过分片号字段和分片指示字段，使得接收端能够确定是否进行相应的分片重组的操作。

(6)长度字段

长度字段为12比特，表示MAC头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度，使得接收端能够找到完整的MPDU。

在该实施例中，可以有帧体，也可以没有，帧体为0-4095字节，当帧体为0时，表示没有帧体。帧体的长度由MAC帧头中的长度字段进行指示。

在该实施例中，可以有FCS字段，也可以没有，图13中仅以FCS为4字节举例说明。

实施例七

本发明实施例七提供了一种发送装置，如图15所示，包括：

确定模块11，用于根据MPDU的类型确定媒体接入控制MAC帧头的类型；

较佳地，确定模块11还用于根据待发送的内容确定MPDU的类型；

第一生成模块12，用于对MAC帧头中的功能字段赋值，生成MAC帧头；

第二生成模块13，用于生成MPDU，该MPDU至少包括MAC帧头；

发送模块14，用于将该MPDU封装并发送出去。

较佳地，确定模块11，还用于根据待发送的内容确定MPDU的类型。

较佳地，第二生成模块13，还用于根据所述待发送的内容将MPDU的帧体填充净荷；步骤S203中生成的MPDU至少包括MAC帧头和帧体。其中，净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

较佳地，第二生成模块13，还用于根据MAC帧头和帧体确定MPDU的CRC信息，得到FCS，步骤S203中生成的MPDU至少包括MAC帧头和FCS。

本发明实施例七提供的发送装置，其工作原理及相关操作流程与前述实施例一至六的无线通信方法实施方案中基本相同，在此不再赘述。

实施例八

本发明实施例八提供了一种接收装置，如图16所示，包括：

接收模块21，用于接收媒体接入控制协议数据单元MPDU；所述MPDU至少包括媒体接入控制MAC帧头；

解析模块22，用于根据所述MAC帧头解析所述MPDU，并确定所述MPDU的类型；

较佳地，解析模块22，还用于解析帧体，从帧体中提取净荷，净荷包括一个或多个媒体接入控制业务数据单元MSDU，或，一个管理协议数据单元MMPDU，或，一个MSDU分片，或，一个MMPDU分片。

本发明实施例八提供的接收装置，其工作原理及相关操作流程与前述实施例一至六的无线通信方法实施方案中基本相同，在此不再赘述。

实施例九

本发明实施例九提供了一种无线通信系统，包括：实施例七提供的发送装置和实施例八提供的接收装置。

本发明实施例九提供的无线通信系统，其工作原理及相关操作流程与前述无线通信方法、发送设备和接收设备实施方案中基本相同，在此不再赘述。

本发明实施例仅以中短距离通信系统为例进行说明，但不仅限于适用于中短距离通信系统，其他采用本发明的方法实现的系统，均在保护范围之内。本发明实施例仅以中短距离通信系统为例进行说明，但不仅限于适用于中短距离通信系统，其他采用本发明的方法实现的系统，均在保护范围之内。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。