数据发送和数据接收方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据发送方法，包括：在物理层，生成包括携带指示/控制信息的共享MAC信息字段的控制字段，所述共享MAC信息字段包括发送站点标识和用于计算网络分配矢量的信息；将所述控制字段和包括一个或多个连续子字段的数据字段聚合成物理子帧；在发送所述物理子帧时，在物理层对所述控制字段进行调制。本发明还公开了一种数据接收方法。
【专利说明】数据发送和数据接收方法
【技术领域】
[0001]本发明属于移动通信【技术领域】，尤其涉及一种数据发送和数据接收方法。
【背景技术】
[0002]802.11标准定义了两种媒体访问形式:分布式协调功能(DCF)和集中式协调功能(PCF)0 DCF基于载波监听多路访问/冲突防止(CSMA/CA)协议，且是强制的。在DCF模式下，802.11主机将竞争获取访问权，并且在发送无线帧的时候，其他站点是不会传输的。如果其他站点需要传输，则此站点将等待直到信道空闲。作为访问媒介的条件，媒介访问控制(MAC)层检查其网络分配矢量(NAV)的值，这在每个站点中都存在，用来表示前一帧需要发送此帧的时间。NAV在站点试图发送帧之前必须置为零。在传输帧之前，站点根据帧长和传输速率计算发送巾贞所需的时间。站点将表示此时间的值放在巾贞头的持续时间(Duration)域中。当站点收到此帧后，检查Duration域并作为设置对应NAV的基础。这个操作将为发送站点预留媒介。
[0003]在802.lla/n无线局域网系统中的虚拟载波侦听机制的实现如下:
[0004]用户站点收到物理层汇聚子层(PLCP)协议数据单元(Prou)后，首先需要解开SIGNAL域信息，然后根据Rate或者MCS信息得知当前数据域的调制方式，然后对数据部分进行解调得到MAC头的Duration信息(NAV)。例如,在聚合的MAC服务数据单元(AggregateMAC Service Data Unit，A-MSDU)中，只有一个共享的MAC头，里面的Durtion/ID字段设定NAV 值。在聚合的 MAC 协议数据单兀(Aggregate MAC Protocol Data Unit,A_MPDU)中，包含多个MPDU，即有多个MAC头，协议规定多个MAC头的NAV值设定一致。表明每个MPDU都设定相同的NAV。
[0005]但是，有些超高速无线局域网系统采用子信道调制方式，除了收发站点之外的其它站点无法获知其采用的子信道调制方式，因此无法对其MAC头信息进行解调，也就无法获得Duration域的数值来更新NAV。
[0006]另外，在有些超高速无线局域网系统中，接收站点(比如AP)同时与多个发送站点进行数据交互时，即便接收站点已经知道与其通信的多个发送站点所使用的调制方式，但由于其只能解开PLCP前导和SIGNAL域信息或者是ΗΤ-SIGNAL的MCS信息，而无法知道当前PPDU属于哪个发送站点，也就无法对当前PPDU进行解调。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种数据发送和数据接收方法，使超高速无线局域网系统中的接收站点能够获得Duration域的数值来更新NAV,并使接收站点能够知道当前PPDU的发送站点，从而对当前PPDU进行解调。
[0008]本发明实施例提供一种数据发送方法，包括:
[0009]在物理层，生成包括携带指示/控制信息的共享MAC信息字段的控制字段，所述共享MAC信息字段包括发送站点标识和用于计算网络分配矢量的信息；[0010]将所述控制字段和包括一个或多个连续子字段的数据字段聚合成物理子帧；
[0011]在发送所述物理子帧时，在物理层对所述控制字段进行调制。
[0012]在一些可选的实施例中，所述数据字段由一个业务子字段，至少一个超高吞吐MAC协议数据单元UHT-MPDU子字段，和一个尾部填充子字段组成。
[0013]在一些可选的实施例中，所述UHT-MPDU子字段由一个MAC头字段，一个MAC业务数据单元字段，和一个帧校验序列字段组成。
[0014]在一些可选的实施例中，所述MAC头字段包括长度域，用于承载所述UHT-MPDU的长度信息；和/或
[0015]所述MAC头字段包括地址I域，用于承载接收站点标识。
[0016]在一些可选的实施例中，所述控制字段还包括接收站点标识。
[0017]在一些可选的实施例中，所述发送站点标识为发送站点的地址；所述接收站点标识为接收站点的地址。
[0018]在一些可选的实施例中，上述方法还包括:
[0019]生成长前导HT-LTF字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-LTF字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧；或
[0020]生成信号HT-SIG字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧；或
[0021]生成长前导HT-LTF字段和信号HT-SIG字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-LTF字段、HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧。
[0022]在一些可选的实施例中，上述方法还包括:
[0023]生成前导字段；
[0024]生成信号HT-SIG字段、数据长前导字段和扩展长前导字段；
[0025]将所述HT-SIG字段、数据长前导字段、扩展长前导字段和聚合成的一个包括所述控制字段和所述数据字段的物理子帧聚合成第一子帧；
[0026]聚合成的至少一个物理子帧聚合成第二子帧，其中，聚合成第二子帧的物理子帧包括所述控制字段和所述数据字段；或聚合成第二子帧的物理子帧包括所述控制字段和所述数据字段，还包括长前导HT-LTF字段和/或信号HT-SIG字段；
[0027]将所述前导字段、第一子帧和第二子帧聚合成物理层超帧；
[0028]在发送所述第一子帧和第二子帧时，在物理层对所述控制字段进行调制。
[0029]本发明实施例还提供一种数据接收方法，包括:
[0030]收到物理子帧时，在物理层解开物理子帧中包括的控制字段；所述控制字段中包括携带指示/控制信息的共享MAC信息字段，所述共享MAC信息字段包括发送站点标识和用于计算网络分配矢量的信息；
[0031]得到网络分配矢量信息和发送站点的地址信息及其对应的调制方式；
[0032]更新网络分配矢量并进行后续解调。
[0033]在一些可选的实施例中，所述物理子帧中还包括:
[0034]包括一个或多个连续子字段的数据字段；
[0035]所述数据字段由一个业务子字段，至少一个超高吞吐MAC协议数据单元UHT-MPDU子字段，和一个尾部填充子字段组成。。[0036]在一些可选的实施例中，所述UHT-MPDU子字段由一个MAC头字段，一个MAC业务数据单元字段，和一个帧校验序列字段组成。
[0037]在一些可选的实施例中，所述MAC头字段包括长度域，用于承载所述UHT-MPDU的长度信息；和/或
[0038]所述MAC头字段包括地址I域，用于承载所述接收站点标识。
[0039]在一些可选的实施例中，所述控制字段还包括接收站点标识。
[0040]在一些可选的实施例中，所述发送站点标识为发送站点的地址；所述接收站点标识为接收站点的地址。
[0041]在一些可选的实施例中，所述物理子帧由长前导HT-LTF字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成；或
[0042]所述物理子帧由信号HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成；或
[0043]所述物理子帧由长前导HT-LTF字段、信号HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧。
[0044]说明书附图
[0045]图1-1、1-2是一种可选的物理子帧的结构示意图；
[0046]图2-1、2_2分别是另一种可选的物理子帧的结构示意图；
[0047]图3-1、3_2分别是两种可选的UHT-MPDU字段的结构示意图；
[0048]图4、5、6分别是另三种可选的物理子帧的结构示意图；
[0049]图7是一种可选的物理层超帧的结构示意图；
[0050]图8、9、10、11分别是四种可选的生成物理子帧的装置的示意图；
[0051]图12是一种可选的生成物理层超帧的装置的示意图。
【具体实施方式】
[0052]为实现使超高速无线局域网系统中的接收站点能够获得Duration域的数值来更新NAV，并使接收站点能够知道当前PPDU的发送站点，从而对当前PPDU进行解调，在借鉴了现有802.11规范的物理层帧结构的基础上，提出一种全新的物理层子帧结构，如图1-1、图
1-2所示。
[0053]该物理子帧包括一个控制字段UHT-SIG和一个数据字段UHT_A_MPDU。
[0054]控制字段UHT-SIG由携带指示/控制信息的共享MAC信息(Shared MAC Info)字段、保留(Reserved)字段、循环校验(CRC)字段和尾部(Tail)字段组成。在Shared MACInfo字段中，持续/标识(Duaration/ID)域放置用于计算NAV的值,发送站点地址(TA)域放置发送站点的地址。
[0055]这里的Reserved字段、CRC字段和Tail字段的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。
[0056]数据字段UHT-A-MPDU由一个Service字段、至少一个超高吞吐MAC协议数据单元(Ultra High Throughput MAC Protocol Data Unit, UHT-MPDU)字段，用于将各 UHT-MPDU字段进行分隔的字段UHT-MN，以及一个Tail and Pad字段组成。
[0057]这里的Service字段和Tail and Pad字段的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。[0058]每个UHT-MPDU字段由一个承载MAC层信息的MAC Header字段、一个MSDU和一个FCS组成。其中，MAC Header字段由巾贞控制(Frame Control)域、Addressl域、地址3(Address3)域、序列控制(Sequence Control)域、地址4 (Address4)域、业务质量控制(QoSControl)域和高吞吐量控制(HT Control)域等组成。
[0059]这里的MSDU、FCS 以及MAC Header 中的 Frame Control 域、Addressl 域、Address3域、Sequence Control 域、Address4 域、QoS Control 域和 HT Control 域的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。
[0060]每个E-MN字段由Reserved域，Length域、CRC域和定界符(Delimiter)域组成。
[0061]这里的Reserved域、Length域、CRC域和Delimiter域的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。
[0062]对于图1-1所示的UHT-SIG结构，另一种可选的UHT-A-MPDU结构如图3_1所示。其中，Length域用于放置UHT-MPDU的长度信息。
[0063]通过与图1-2所示的UHT-A-MPDU进行对比可以看出，在图3_1所示的UHT-A-MPDU中，由于不存在UHT-MN字段，因此在利用该物理子帧进行传输时，不仅可以使接收站点在物理层即可获得发送站点的地址，且解决了 NAV的设定更新问题，还能够进一步有效地提高系统的传输效率。
[0064]图2-1、图2-2示出了另一种可选的物理子帧。与图1-1、图1-2所示的物理子帧相比，图2-1、图2-2所示的物理子帧的不同之处在于，承载接收站点地址(RA)信息的Addressl域被放置在UHT-SIG字段中，而不是UHT-MPDU字段的MAC Header中。
[0065]可以看出，MAC Header字段中的MAC信息由UHT-SIG字段决定。已在UHT-SIG字段中放置的MAC层信息，可以不在MAC Header字段中再次放置，这样有助于提高系统的传输效率。
[0066]在发送所述物理子帧时，在物理层以统一的低速率对UHT-SIG字段进行调制。一种可选的方式是，采用BPSK、1/2码率调制UHT-SIG字段。接收站点在收到所述物理子帧时，首先需要在物理层解开UHT-SIG，得到NAV信息，从而可以更新NAV。接收站点解开UHT-SIG的同时，还能获得发送站点的地址信息及其对应的调制方式，从而可以使接收站点能够进行后续的解调。
[0067]在超高速无线局域网中利用所述物理子帧进行通信时，可以使接收站点在物理层即可获得发送站点的地址，因此非接收站点可以不必解后面的数据帧体。同时还解决了 NAV的设定更新问题，并压缩了数据部分的开销，提高了传输效率。
[0068]对于图2-1所示的UHT-SIG结构，另一种可选的UHT-A-MPDU结构如图3_1所示，或者如图3-2所示。
[0069]与图3-1所示的UHT-MPDU字段相比，图3_2所示的UHT-MPDU字段中，增加了Addressl域，用于放置接收站点的地址。
[0070]需要说明的是，由于已经UHT-SIG的RA字段中放置了接收站点的地址，因此在UHT-MPDU中增加接收站点地址的目的不是为了使接收端得知UHT-MPDU的目标地址，而是为了使接收端能够更加可靠地对UHT-MPDU进行定位。
[0071]图4、图5、图6分别示出了另外三种可选的物理子帧。其中，HT-LTF字段和HT-SIG字段的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。[0072]本发明还提出了一种物理层超帧结构，如图7所示。所述超帧由前导字段、第一子帧和第二子帧组成。
[0073]前导字段由HT绿地模式短前导(HT-GF-LTF)和第一长前导(HT-LTF1)构成，第一子帧由HT-SIG字段、数据长前导、扩展长前导和一个物理子帧组成，第二子帧由至少一个物理子帧组成。其中，数据长前导和扩展长前导分别由若干个HT-LTF组成。
[0074]这里的HT-GF-LTF、HT-LTF1、数据长前导和扩展长前导的作用及其承载的信息与802.1ln规范相同，因此不再做重复说明。
[0075]基于前述的物理层子帧的格式，本发明提出一种生成物理子帧的方法。该方法包括:生成控制字段UHT-SIG ;将控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0076]这里，发送站点地址TA的作用是一个标识。本领域技术人员完全可以看出，对发送站点进行标识的方式并不是唯一的，完全可以采用其它的非地址的方式对发送站点进行标识。
[0077]另一种生成物理子帧的方法包括:生成HT-LTF ;生成控制字段UHT-SIG ；将HT-LTF、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0078]另一种生成物理子帧的方法包括:生成HT-SIG ;生成控制字段UHT-SIG ；将HT-SIG、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0079]另一种生成物理子帧的方法包括:生成HT-LTF和HT-SIG ;生成控制字段UHT-SIG ;将HT-LTF、HT-SIG、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0080]本发明还提出一种生成物理层超帧的方法，该方法包括:生成前导字段；生成HT-SIG、数据长前导字段和扩展长前导字段；将HT-SIG字段、数据长前导字段、扩展长前导字段和一个物理子帧聚合形成第一子帧；将一个或多个物理子帧聚合形成第二子帧；将所述前导字段、第一子帧和第二子帧聚合形成物理层超帧。
[0081]图8示出了一种生成物理子帧的装置，该装置包括第一单元Sll和第二单元S12。
[0082]第一单元SI I用于生成控制字段UHT-SIG ;第二单元S12用于将控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0083]图9示出了另一种生成物理子帧的装置，该装置包括第一单元S11、第二单元S12和第三单元S21。
[0084]第三单元S21用于生成HT-LTF ;第二单元S12用于将HT-LTF、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0085]图10示出了另一种生成物理子帧的装置，该装置包括第一单元SI 1、第二单元S12和第四单元S31。
[0086]第四单元S31用于生成HT-SIG ;第二单元S12用于将HT-SIG、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。
[0087]图11示出了另一种生成物理子帧的装置，该装置包括第一单元S11、第二单元S12、第三单元S21和第四单元S31。
[0088]第二单元S12用于将HT-LTF、HT-SIG、控制字段UHT-SIG和数据字段UHT-A-MPDU聚合形成物理子帧。[0089]图12示出了一种生成物理层超帧的装置，该装置包括前导单元S41、第五单元S42、第一物理子帧单元S43、第一子帧单元S44、第二物理子帧单元S45、第二子帧单元S46和超帧单元S47。
[0090]前导单元S41用于生成前导字段；第五单元S42用于生成HT-SIG字段、数据长前导字段和扩展长前导字段；第一物理子帧单元S43用于生成第一物理子帧；第一子帧单元S44用于将所述HT-SIG字段、数据长前导字段、扩展长前导字段和第一物理子帧聚合形成
第一子中贞。
[0091]第二物理子帧单元S45用于生成一个或多个第二物理子帧；第二子帧单元S46用于将第二物理子帧单元S45生成的一个或多个第二物理子帧聚合形成第二子帧；超帧单元S47用于将所述前导字段、第一子帧和第二子帧聚合形成物理层超帧。
[0092]一种较好的方式是，第一物理子帧单元S43由第一单元Sll和第二单元S12组成。一种可选的方式是，第二物理子帧单元S45由第一单元Sll和第二单元S12组成。另一种可选的方式是，第二物理子帧单元S45由第一单元S11、第二单元S12和第三单元S21组成。另一种可选的方式是，第二物理子帧单元S45由第一单元S11、第二单元S12和第四单元S31组成。另一种可选的方式是，第二物理子帧单元S45由第一单元S11、第二单元S12、第三单元S21和第四单元S31组成。
[0093]本领域技术人员可以明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用，以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为背离本发明的范围。
[0094]利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者他们之中的任意组合，可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的单元。通用处理器可能是微处理器，但是在另一种情况中，该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。
[0095]结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
[0096]根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数据发送方法，其特征在于，包括: 在物理层，生成包括携带指示/控制信息的共享MAC信息字段的控制字段，所述共享MAC信息字段包括发送站点标识和用于计算网络分配矢量的信息； 将所述控制字段和包括一个或多个连续子字段的数据字段聚合成物理子帧； 在发送所述物理子帧时，在物理层对所述控制字段进行调制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据字段由一个业务子字段，至少一个超高吞吐MAC协议数据单元UHT-MPDU子字段，和一个尾部填充子字段组成。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述UHT-MPDU子字段由一个MAC头字段，一个MAC业务数据单元字段，和一个帧校验序列字段组成。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MAC头字段包括长度域，用于承载所述UHT-MPDU的长度信息；和/或 所述MAC头字段包括地址I域，用于承载接收站点标识。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制字段还包括接收站点标识。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发送站点标识为发送站点的地址；所述接收站点标识为接收站点的地址。
7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，还包括: 生成长前导HT-LTF字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-LTF字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧；或 生成信号HT-SIG字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧；或 生成长前导HT-LTF字段和信号HT-SIG字段；在聚合成物理子帧时，将所述HT-LTF字段、HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括: 生成前导字段； 生成信号HT-SIG字段、数据长前导字段和扩展长前导字段； 将所述HT-SIG字段、数据长前导字段、扩展长前导字段和聚合成的一个包括所述控制字段和所述数据字段的物理子帧聚合成第一子帧； 聚合成的至少一个物理子帧聚合成第二子帧，其中，聚合成第二子帧的物理子帧包括所述控制字段和所述数据字段；或聚合成第二子帧的物理子帧包括所述控制字段和所述数据字段，还包括长前导HT-LTF字段和/或信号HT-SIG字段； 将所述前导字段、第一子帧和第二子帧聚合成物理层超帧； 在发送所述第一子帧和第二子帧时，在物理层对所述控制字段进行调制。
9.一种数据接收方法，其特征在于，包括: 收到物理子帧时，在物理层解开物理子帧中包括的控制字段；所述控制字段中包括携带指示/控制信息的共享MAC信息字段，所述共享MAC信息字段包括发送站点标识和用于计算网络分配矢量的信息； 得到网络分配矢量信息和发送站点的地址信息及其对应的调制方式； 更新网络分配矢量并进行后续解调。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述物理子帧中还包括:包括一个或多个连续子字段的数据字段； 所述数据字段由一个业务子字段，至少一个超高吞吐MAC协议数据单元UHT-MPDU子字段，和一个尾部填充子字段组成。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述UHT-MPDU子字段由一个MAC头字段，一个MAC业务数据单元字段，和一个帧校验序列字段组成。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述MAC头字段包括长度域，用于承载所述UHT-MPDU的长度信息；和/或 所述MAC头字段包括地址I域，用于承载所述接收站点标识。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制字段还包括接收站点标识。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述发送站点标识为发送站点的地址；所述接收站点标识为接收站点的地址。
15.如权利要求9-14任一所述的方法，其特征在于，所述物理子帧由长前导HT-LTF字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成；或 所述物理子帧由信号HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成；或 所述物理子帧由长前导HT-LTF字段、信号HT-SIG字段、所述控制字段和所述数据字段聚合成物理子帧。
【文档编号】H04L29/06GK103916386SQ201410094109
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2009年9月29日 优先权日:2009年9月29日
【发明者】刘慎发, 姚惠娟, 曾勇波, 沈超, 鲍东山 申请人:北京新岸线移动多媒体技术有限公司