CN1406029A - 使用补偿数字控制的数据通信方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在使用载波侦听多址访问(CSMA)方法的集中式数据通信系统中发送数据的方法。提供了在由一个访问点和多个站形成的集中式数据通信系统中使用补偿数字控制的数据发送方法，该方法包括(a)接收包含将通过访问点被分配到每个站的补偿数的多轮询消息；(b)将多轮询消息的补偿数设置成多个站的补偿数；和(c)向下计数设置的补偿数并发送数据。想要轮询的每个站登记站的ID和轮询周期，设置包含在多轮询消息中的补偿数，计数补偿数，并且如果补偿数变成‘0’，发送数据，以便防止站间的争用。通过简单的实施，该方法可以容易地实施到现有系统中。

Description

使用补偿数字控制的数据通信方法

                         技术领域

本发明涉及使用载波侦听多址访问(CSMA)方法的集中式数据发送方法，更具体地说，涉及数据发送方法，其中访问点通过使用CSMA方法发送多轮询消息发送数据。

                         背景技术

图1是显示了对于使用载波侦听多址访问(CSMA)方法的集中式数据通信，使用分布协作功能(DCF)方法，用于发送数据的现有技术方法的图。

在使用例如基于IEEE 802.11的无线LAN系统的CSMA集中式数据通信系统中，为了最小化争用，每个站生成一随机补偿数。然后，如果信道空闲时间长于预定的时间(DCF帧间间距，DIFS)，站连续地减少补偿数，并且如果补偿变成0，站发送数据。这称作DCF方法。此处，补偿数是在由访问点确定的争用窗口(CW)的最小值(CWmin)和最大值(CWmax)之间随机产生的。

参考图1，站1发送数据，站2和站3的补偿数分别是3和5。在站1结束数据发送后的一个DIFS，站2的补偿数向下计数，发送数据。当站2的数据被发送，停止站3补偿数的向下计数。在站2结束数据发送后的一个DIFS，站2剩余的补偿数向下计数，并且当补偿数变成0时，发送数据。

因为DCF方法是基于概率的，在由站发送的数据之间有很高的争用概率。同样，因为数据分组的数量和大小不是由访问点控制，所以很难支持时间受限业务。

图2是显示使用点协作功能(PCF)的现有技术的数据发送方法的图，其中可以通过设置访问点来控制无争用周期(CFP)，并且基于轮询方法，给每个站提供发送机会。这被称作点协作功能(PCF)方法。在PCF方法中，使用比DIFS短的PCF帧间间距(PIFS)和短帧间间距(SIFS)代替DIFS，以便在使用DCF的站获得优先级。

然而，在诸如Intersil和ATmel的无线LAN系统中，由于实施的复杂性，没有提供PCF功能。

图3是显示使用CSMA的集中式数据通信系统的数据发送方法的图，其中争用周期(CP)间隔和无争用周期(CFP)间隔被混合并一起使用。

信标信息包括在CFP间隔或CP间隔，或信标信息间隔上的信息。在一个站结束数据发送后的一个SIFS间隔，访问点发送轮询消息(D1+Poll，D2+ack+Poll，D3+ack+Poll)。

在CP间隔期间使用DCF方法，而在CFP间隔期间使用PCF方法。因为DCF方法依靠基于概率的发送机会获得，因此很难支持时间受限业务。因此，在CFP间隔期间使用PCF方法轮询各个站允许时间受限业务。然而，在PCF方法中，每当执行轮询站时，应该发送轮询消息，并且需要CFP间隔的附加的定时管理。因此，实施非常复杂。

同样，因为CFP间隔是固定的，由一个被轮询的站发送的数据可能超出CFP间隔。在这种情况下，该站必须放弃PCF发送，并且在CP间隔，在争用的基础上发送数据。例如，当接收到轮询消息的站发送数据和确认消息(U1+ack，U2+ack或U3+ack)，以确认数据的发送时，期望发送U3数据的站在CFP间隔不能发送数据，并且必须在CP间隔发送它们。

如果一个被轮询的站将要发送连续的片断的数据，并且如果数据项超出了CFP间隔，则该站在CP间隔期间必须发送数据。另外，必须调整发送帧和CFP间隔的长度，以便事实上支持时间受限业务，并且对于某些业务，如果要求非常短的间隔轮询，将需要在CP间隔和在CFP间隔的轮询。为了解决这个问题，发送帧的长度应该比对应的轮询周期间隔短。

                          发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种在CSMA集中式数据通信系统中使用补偿数字控制的数据发送方法。

本发明的第二目的是提供一种其中具有数据发送方法的计算机可读记录介质。

为了实现本发明的第一目的，提供一种在由一个访问点和多个站形成的集中式数据通信系统中，使用补偿数字控制的数据发送方法，该方法包括(a)接收包括将要由访问点分配给各站的补偿数的多轮询消息；(b)将多轮询消息的补偿数设置成站的补偿数；和(c)向下计数设置的补偿数以及发送数据。

                          附图说明

通过参考附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是显示对于使用载波侦听多址访问(CSMA)方法的集中式数据通信，使用分布协作功能(DCF)方法发送数据的现有技术的方法的图；

图2是显示在使用CSMA方法的现有技术的集中式数据通信中，以点协作功能(PCF)轮询的方法的图；

图3是显示数据发送方法的图，其中争用周期(CP)间隔和无争用周期(CFP)间隔被混合和一起使用；

图4是显示根据本发明的使用补偿数字控制的数据发送方法的流程图；

图5是根据本发明的使用补偿数字控制的数据发送方法的数据发送帧图；

图6是根据本发明的使用补偿数字控制的数据发送方法的多轮询消息结构图；和

图7是根据本发明的使用补偿数字控制的数据发送方法的优选实施例的图。

                              具体实施方式

图4是显示根据本发明在CSMA集中式数据通信系统中，使用补偿数字控制的数据发送方法的流程图，其中如果访问点发送多轮询消息，站接收该消息，设置补偿数，并且根据补偿数发送数据。

在步骤410，每个站登记包含站ID和轮询周期的信息到访问点。基于登记的轮询周期，访问点计算发送帧的长度，并随机生成补偿数。此处，假设随机值的间隔是在争用窗口(CW)内，访问点设置补偿数。根据在步骤410登记的信息，访问点发送包含想轮询的站的数量，那些站的ID，或将被分配给站的补偿数的多轮询消息。

在步骤430，每个站接收访问点发送的多轮询消息。如果在步骤440站ID在多轮询消息的轮询表中，并且如果在步骤450站有期望发送的数据，在步骤475，站设置在接收的对应于站ID的多轮询消息中的补偿数，以准备发送数据。在步骤480，在步骤475设置补偿数的站通过在每个基本时隙减少补偿数，使用DCF方法，发送数据。如果在步骤450没有将要发送的数据，则在步骤473，想要轮询的站数量被设置成在争用窗口中的最小值，然后，如果有数据将被发送，在步骤473在争用窗口集的最小值和最大值之间随机生成并由访问点发送的补偿数被接收和设置，并且发送数据。

当在步骤440站的ID不在接收到的多轮询消息的轮询表中，并且在步骤460站正在等待以获得发送机会，减少的补偿数增加期望被轮询的站数量，并且在步骤463设置新的补偿数，并且在步骤480，通过在每个基本时隙将新的补偿数减1，使用DCF方法发送数据。当在步骤440，站的ID不在接收到的多轮询消息的轮询表中，并且在步骤460，站没有等待以获得发送机会，则在步骤465，想要被轮询的站的数量在争用窗口中被设置成最小值，然后，如果存在将要被发送的数据，在争用窗口的在步骤465中设置的最小数和最大数之间随机生成并由访问点发送的补偿数被接收和设置，并发送数据。

图5是根据本发明的数据发送方法的数据发送帧结构图。利用包含访问点发送的CP的间隔或信标消息的间隔的信标消息信息，多轮询消息和每个站发送的数据形成发送帧。信标消息和多轮询消息之间的时间间隔是可变的，并且用于发送每个数据(D1至D5)的时间间隔是一个DIFS。轮询消息被发送的时间是可变的，因为由每个站登记的轮询周期是固定的，并且根据该周期，轮询消息被发送。同样，因为可以在一个发送帧间隔(长度)发送多个多轮询消息，轮询间隔同样也是可变的。

图6是根据本发明的数据发送方法的多轮询消息结构图，其中包括想要轮询的站的数量和每个站的ID及其补偿数。

如果在一小于DIFS的间隔期间，访问点发送具有图6中所示结构的多轮询消息，在发送信标消息后，每个站设置对应于站的ID的补偿数，然后在一个DIFS间隔发送数据。

图7a是根据本发明的的多轮询消息的实施例。因为想要轮询的站数量为3，分别分配补偿数0，1和2给站1，2和3。

图7b是根据本发明的数据发送方法的图，显示了发送数据的站的实施例。

参考图7a和7b，将解释这个实施例。

如果访问点发送如图7a所示的多轮询消息，站1至4接收多轮询消息，校验登记的ID和补偿数，设置分配的补偿数，然后发送数据。

因为站1的补偿数是0，站1可以在接收到多轮询消息后立即具有发送机会。如果在站1结束数据发送后一DIFS间隔，信道空闲，除了站1以外的站在每个基本时隙将补偿数减1，因此，补偿数变成0的站2获得发送机会。然而，因为站2没有要发送的数据，信道仍然空闲。因为在此时，对于一基本时隙信道仍空闲，除了站1和2之外的站将补偿数减1。然后，站3获得下一个发送机会。因为没有在轮询表中的站4增加其补偿数至想要轮询的站数量，当接收到多轮询消息的时候，站4在轮询周期中不能获得发送机会。此处，轮询周期表示多轮询消息之间的间隔。

因此，访问点可以总是执行站轮询，以便可以有效地支持时间受限业务。

本发明可以包含在计算机可读记录介质上的代码中，它可以由计算机读取。计算机可读记录介质包括可以在其上存储计算机可读数据的各种记录装置。计算机可读记录介质包括存储介质，例如磁存储介质(例如，ROM，软盘，硬盘等)，光可读介质(例如，CD-ROM，DVD等)和载波(例如，在因特网上的发送)。同样，计算机可读记录介质可以分布在通过网络连接的计算机系统之间，并可以存储和执行分布式模式的计算机可读代码。同样，在执行根据本发明的方法时所需的数据或数据库结构可以如上所述地记录在记录介质上，并且通过运行计算机程序，可以获得期望的功能和效果。

根据如上所述的本发明，在CSMA集中式数据通信系统中，使用补偿数字控制的数据发送方法，用于控制无线LAN或Home PNA的介质访问，以便可以支持时间受限业务。同样，用简单的实施，该方法可以容易地应用于现有系统，以便该方法可以在低价系统中支持实时业务。

Claims (9)

1.一种在由一访问点和多个站形成的集中式数据通信系统中使用补偿数字控制的数据发送方法，该方法包括：

(a)接收包含将通过访问点被分配到每个站的补偿数的多轮询消息；

(b)将多轮询消息的补偿数设置成多个站的补偿数；和

(c)向下计数设置的补偿数并发送数据。

2.如权利要求1所述方法，还包括：

想要轮询的站向访问点登记它们的ID和轮询周期。

3.如权利要求1所述方法，其中在步骤(a)，多轮询消息包括想要轮询的多个站中的至少一个、ID或站的补偿数。

4.如权利要求3所述方法，其中在步骤(b)，想要轮询的站校验在多轮询消息中的站的ID，并设置对应于每个站的补偿数。

5.如权利要求1所述方法，其中在步骤(c)，向下计数设置的补偿数，并且当补偿数变成0时，发送数据。

6.如权利要求1所述方法，还包括步骤：如果在想要被轮询的站中，存在没有数据发送的一个站，则将想要被轮询的站数量设置成用于生成补偿数的随机值范围内的最小值。

7.如权利要求1所述方法，还包括步骤：如果一个站没有包含在想要通过随机设置补偿数获得发送机会的要轮询的站内，将补偿数重新设置成通过加入想要轮询的站数量而获得的值。

8.如权利要求1所述方法，还包括步骤：如果没有想要轮询或等待通过随机设置补偿数获得发送机会的站，则将想要轮询的站的数量设置成将要产生的随机值的间隔中的最小值。

9.一种在其上包含用于权利要求1至8中任意一个的方法的计算机程序的计算机可读介质。

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