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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380038747.X (22)申请日 2013.06.05 1255196 2012.06.05 FR H04L 1/00(2006.01) H04L 1/16(2006.01) (71)申请人 奥林奇公司 地址 法国巴黎 (72)发明人 P. 克里斯廷 L. 卡里乌 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 李芳华 张银英 (54) 发明名称 短物理层控制帧 (57) 摘要 本发明涉及一种将控制帧从发射实体 (EE1) 发送到接收实体 (ER1) 的方法， 该控制帧 (RTS1) 包含所谓的 “第一层” 头。
2、部字段 (SIG )， 其旨在传 输与第一层相关的信息， 该方法包括使用第一调 制技术的调制步骤、 以及在调制步骤之前的将与 第二层相关的信息插入到所述第一层头部字段的 步骤。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.01.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/FR2013/051281 2013.06.05 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/182812 FR 2013.12.12 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104488。
3、207 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104488207 A 1/2 页 2 1.一种由发射实体(EE1)向接收实体(ER1)发送控制帧的方法， 该控制帧(RTS1)包含 所谓的第一层头部字段 (SIG )， 该第一层头部字段旨在传输与第一层相关的信息， 特征在 于， 该方法包括将与第二层相关的信息插入到所述第一层头部字段的步骤 (E3)， 以及使用 与第一层相关的调制技术的单个调制步骤 (E4)。 2.如权利要求 1 所述的发送控制帧的方法， 特征在于， 所插入的与第二层相关的信息 包括来自至少包含下列信息的组的至少一条信息 ： 与控制帧类型 (PLCP 类型 ) 相关。
4、的一条信息， 与发送实体和接收实体之间的交互的持续时间 (DUR) 相关的一条信息， 发送实体的一个标识符 (Partial TA) 接收实体的一个标识符 (Partial RA) 3.一种由接收实体(ER1)从发送实体(EE1)接收控制帧的方法， 该控制帧(RTS1)包括 头部字段 (SIG )， 该头部字段旨在传输与第一层相关的信息， 特征在于， 所述方法包括使用与第一层相关的调制技术的单个解调步骤 (R2)， 以及从 被解调的头部字段中提取与第二层相关的信息的提取步骤 (R3)。 4.一种由发送实体(EE1)向接收实体(ER1)发送数据帧的方法， 特征在于， 它包括在发 送数据帧 (DA。
5、TA1) 的步骤之前的下列步骤 ： 发送保留请求控制帧 (RTS1)， 该保留请求控制帧旨在保留发送实体和接收实体之间 的通信信道， 该保留请求控制帧是根据如权利要求 1 所述的用于发送控制帧的方法来发送 的， 接收保留确认控制帧 (CTS1)， 该保留确认控制帧旨在向发送实体确认所述接收实体 对通信信道的保留， 该保留确认控制帧是根据如权利要求 3 所述的用于接收控制帧的方法 来接收的。 5.一种由接收实体(ER1)从发送实体(EE1)接收数据帧的方法， 特征在于， 它包括在接 收数据帧(DATA1)的步骤之后的发送确收控制帧(ACK1)的步骤， 该确收控制帧旨在向发送 实体确收所述数据帧的。
6、接收， 该确收控制帧是根据如权利要求 1 所述的用于发送控制帧的 方法来发送的。 6.如权利要求 5 所述的用于接收数据帧的方法， 特征在于， 所述接收数据帧的步骤之 前是发送待命退出指示控制帧的步骤， 该待命退出指示控制帧旨在向发送实体通知所述接 收实体已经退出待命模式并且准备接收数据帧， 该待命退出指示控制帧是根据如权利要求 1 所述的用于发送控制帧的方法来发送的。 7.一种由发送实体 (EE1) 向接收实体 (ER1) 发送控制帧的设备 (100)， 该控制帧 (RTS1,CTS1,ACK1) 包括头部字段 (SIG1 ,SIG” ,SIG” )， 该头部字段旨在传输与第一层相 关的信息。
7、， 特征在于， 所述设备包括将与第二层相关的信息插入到与第一层相关的头部字段的单 元 (180)、 以及使用和第一层相关的调制技术来对所述头部字段进行调制的调制器 (360)。 8.一 种 由 接 收 实 体 (ER1) 从 发 送 实 体 (EE1) 接 收 控 制 帧 的 设 备， 该 控 制 帧 (RTS1,CTS1,ACK1) 包括头部字段 (SIG ,SIG” ,SIG” )， 该头部字段旨在传输与第一层相关 的信息， 特征在于， 所述设备包括 ： 用于使用与第一层相关的调制技术对所述头部字段进行解 权 利 要 求 书 CN 104488207 A 2 2/2 页 3 调的解调器 (。
8、350)、 以及用于从与第一层相关的头部字段提取与第二层相关的信息的单元 (280)。 9.一种由发送实体 (EE1) 向接收实体 (ER1) 发送数据帧的设备 (300)， 特征在于， 它包 括 ： 如权利要求 7 所述的用于发送控制帧的设备 (100)， 其能够产生保留请求控制帧 (RTS1)， 该保留请求控制帧旨在为数据帧 (DATA1) 保留发送实体和接收实体之间的通信信 道， 如权利要求 8 所述的用于接收控制帧的设备 (200)， 其能够处理保留确认控制帧 (CTS1)， 该保留确认控制帧旨在向发送实体确认所述接收实体对通信信道的保留。 10.一种由接收实体 (ER1) 从发送实体。
9、 (EE1) 接收数据帧的设备 (400)， 特征在于， 它 包括 ： 如权利要求 7 所述的用于发送控制帧的设备 (100)， 其能够产生确收控制帧 (ACK1)， 该确收控制帧旨在向发送实体确收所述接收实体对数据帧 (DATA1) 的接收。 11.一种控制信号， 其承载由发送实体发送并且去往接收实体的控制帧， 该控制帧的特 征在于， 它包括与第一层相关的字段 (SIG ,SIG” ,SIG” ,SIG” ” )， 该字段是使用和第一层 相关的调制技术来调制的， 该字段包括与第二层相关的信息。 12.一种连接到通信网络的发送实体 (EE1)， 特征在于， 它包括如权利要求 9 所述的用 于发。
10、送数据帧的至少一个设备 (300)。 13.一种连接到通信网络的接收实体(ER1)， 特征在于， 它包括如权利要求10所述的用 于接收数据帧的至少一个设备 (400)。 14.一种通信系统， 特征在于， 它包括如权利要求 12 所述的至少一个发送实体和如权 利要求 13 所述的至少一个接收实体。 15.一种计算机程序， 特征在于， 它包含指令， 在如权利要求 1 所述的发送控制帧的方 法被处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 16.一种计算机程序， 特征在于， 它包含指令， 在如权利要求 3 所述的接收控制帧的方 法被处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 权 利 要 求 书 C。
11、N 104488207 A 3 1/9 页 4 短物理层控制帧 技术领域 0001 本发明的领域是使用无线电、 电或光传输信道的通信系统， 且更具体而言， 是在多 个发送或接收实体之间共享信道时使用控制帧进行的所述信道的管理。 背景技术 0002 在无线电通信系统、 电力线通信和无线光通信中， 传输信道是共享资源， 其受到共 享该信道的各个发送和接收实体之间的干扰以及经过信道的各个数据帧之间的冲突的扰 乱。为了使数据帧交换更为可靠， 在数据帧交换之前和之后在发送实体和接收实体之间交 换所谓的 “控制” 帧。 0003 数据帧和控制帧是相同的格式。图 1 示出了帧的组成， 以数据帧 DATA1 。
12、和三个控 制帧 RTS0、 CTS0 和 ACK0 的 IEEE 802.11(WiFi) 标准例子为基础。该帧包括所有下列部分 ： 0004 -PLCP( 物理层汇聚协议 ) 头部， 包括字段 STF( 短训练字段 )、 LTF( 长训练字段 ) 和 SIG( 信号字段 )， 0005 -MAC( 介质访问控制 ) 头部， 其具有表示帧类型的帧控制字段 ( 例如， DATA 表示数 据帧或者 ACK 表示确收帧 )， 以及一个或多个字段尤其可以是源 MAC 地址字段、 目的 MAC 地 址字段和 / 或 Duration 字段 ( 帧交换的持续时间 )， 0006 -MAC 数据， 如果帧是。
13、控制帧， 则该 MAC 数据不存在， 0007 - 以及其他字段例如 FCS( 帧校验序列 )、 尾部、 填充。 0008 STF 字段是不变的， 并且被用于时间同步。LTF 字段被用于频率同步， 并且 SIG 字 段被用于去往接收器的信令数据。 0009 使用 OFDM( 正交频分多路复用 ) 调制对字段和数据进行调制。帧被表示为连续的 OFDM 码元。 0010 在基于 IEEE 802.11 标准的局域网所使用的七层 OSI( 开放系统互联 ) 通信模型 中， PLCP 子层是物理层的一部分， 这是第一层和最低的一层。MAC 子层是数据链路层的一部 分， 这是模型的第二层。在接收到控制帧。
14、的数据时， 实体的 PLCP 子层首先检测使用 STF 字 段开始的帧。如果 WiFi 帧的时间同步是正确的， 则帧被解调， 并且结果被返回到 MAC 子层。 MAC 子层使用 FCS 字段来检查帧的完整性， 并且依赖于该结果， 它还使用 MAC 头部来检查帧 是否确实去往该实体。类似地， 生成数据帧或控制帧的机制还需要前两层即物理层和数据 链路层之间的交互。 0011 为了使数据帧的交换更为可靠， 首先通过发送实体来发送RTS(请求发送)类型的 控制帧。所述控制帧旨在将信道保留一段确定的持续时间。接收实体通过发送 CTS( 清除 发送 ) 类型的控制帧来响应。该控制帧旨在确认信道保留一段校正。
15、的持续时间。发送实体 然后发送数据帧， 接收实体以 ACK( 确收 ) 类型的控制帧对其进行响应。 0012 类似地存在 PSPOLL( 节能轮询 ) 类型的控制帧， 发送实体在退出待命周期时发送 该 PSPOLL 类型的控制帧， 以用信号向发送实体通知它准备接收数据帧。如果发送实体实际 具有要发送到接收实体的数据帧， 它会这么做。否则， 它向接收实体发送 ACK 类型的控制 说 明 书 CN 104488207 A 4 2/9 页 5 帧。 0013 SIFS( 短帧间序列 ) 周期允许传输所涉及的实体从发送模式变化为接收模式 ( 或 者相反 ) 的时间。如果需要， 该周期被包含在 MAC 。
16、头部的 Duration 字段的值的计算中。 0014 数据帧的数据大小可变， 从用于互联网协议电话的大约 100 字节、 或者在机器之 间交换的数据的 127 字节、 到用于视频的几千字节。基于 IEEE802.11a 标准， 发送 100 字节 可能需要 40s， 而发送 1500 字节的分组可能需要多达 2064s。以基于传输信道状况来 优化的速度， 例如以 16QAM(16 态正交幅度调制 ) 技术的 36Mbit/s， 对构成 MAC 部分 ( 头部 和数据 ) 的所有字节进行调制。 0015 以低于MAC部分的速度， 例如BPSK(二进制相移键控)的6Mbit/s， 对SIG字段(。
17、24 字节)进行调制， 这使得SIG字段比MAC层的字段更为鲁棒。 原因是， 取决于所使用的速度， 被调制的信号具有不同的范围 ； 速度越高， 信号范围越短并且接收时错误的风险越高。 0016 基于 IEEE 802.11a 标准， ( 具有 20 字节 MAC 头部的 ) 控制帧对传输信道的占用 在 32s 的量级。针对相对较短的数据帧可能带来大约 40s 信道占用的数据流量， 控制 帧因此相对于数据帧 ( 也被称为 “有效载荷” 帧 ) 来说有较大的流量份额。在控制帧占用 的带宽存在问题的机器之间的 IP 语音流量以及数据流量的情形下尤其如此。 0017 此外， 相对于控制帧的其余部分以较。
18、高速度调制的 MAC 头部的存在降低了其鲁棒 性， 并且构成了控制帧的调制和解调操作的复杂性因素。对于具有实质功率限制的发送或 接收实体， 诸如在机器间的交换中所涉及的那些实体， 复杂性因素带来了同样是问题的功 耗。 0018 专利申请 US 2009/0092039A1 公开了一种用于发送数据帧的方法， 其中， MAC 头部 被插入到 SIG 字段， 但其中保留了帧部分， 除了用于 PLCP 子层的对 SIG 字段施加的调制之 外， 还需要使用 MAC 子层的调制技术来调制。 0019 因此需要一种解决方案， 不会出现这些劣势。 发明内容 0020 本发明通过一种由发射实体向接收实体发送控制。
19、帧的方法来改善状况， 该控制帧 包含所谓的第一层头部字段， 其旨在传输与第一层相关的信息， 该方法包括使用第一调制 技术的调制步骤， 以及在该调制步骤之前， 将和第二层相关的信息插入到所述第一层头部 字段的步骤。 0021 凭借本发明， 控制帧中不再需要第二层头部。这释放了旨在处理第二层头部的第 一层头部。 与现有技术相比， 该方法因此允许缩短控制帧的长度， 并且还允许仅使用单个调 制技术而不是两个 ( 每层一个 )。 0022 根据现有技术， 例如使用 WiFi， 在 MAC 头部传输与 MAC 层 ( 第二层 ) 相关的信息， 即控制帧类型及其参数。根据现有技术， 还存在 PLCP 层 (。
20、 第一层 ) 的 SIG 字段， 所述字段 旨在传输用于处理 MAC 头部所需的信息。根据本发明， 与 MAC 层相关的信息 ( 即控制帧类 型及其参数 ) 被插入到 SIG 字段。这首先释放了 MAC 头部， 其不再被插入到控制帧， 其次释 放了 SIG 字段的原始用途。 0023 根据现有技术， (具有20字节MAC头部的)WiFi控制帧对传输信道的占用在32s 的量级。对于根据本发明的 ( 没有 MAC 头部的 )WiFi 控制帧来说， 该持续时间是 20s 的 说 明 书 CN 104488207 A 5 3/9 页 6 量级。 0024 使用本发明， 由于控制帧不再包含与 MAC 层。
21、相关的字段或头部， 不需要使用与该 MAC层相关的调制技术的任何调制。 保留的仅有使用与PLCP层相关的调制技术的SIG字段 的调制， 它比与 MAC 层相关的调制技术更为鲁棒和简单。 0025 可以理解， 凭借本发明， 控制帧更短， 并且发送实体仅需要实现单个模式的调制， 后者与第一层相关， 它刚好是最鲁棒的。 这允许降低数据流量中的控制帧使用的带宽、 增加 其传输鲁棒性、 并降低发送实体中的调制操作的数量和复杂度。 0026 根据本发明的一个方面， 所插入的与第二层相关的信息包括来自包含下列信息的 组的至少一个信息 ： 0027 与控制帧类型 (PLCP 类型 ) 相关的一条信息， 002。
22、8 与发送实体和接收实体之间的交互的持续时间 (DUR) 相关的一条信息， 0029 发送实体的一个标识符 (Partial TA) 0030 接收实体的一个标识符 (Partial RA) 0031 有利地， 使用插入到与第一层相关的头部字段的信息， 可以得到两个实体之间的 数据帧交互所需的各种控制帧类型。 0032 下表作为示例列出了用于 WiFi 的主控制帧的 SIG 字段的组成 ： 0033 0034 通过示例， ACK 控制帧 ( 所谓的用于 WiFi 的 “确收” 帧 ) 在其 SIG 字段中不仅包括 “ACK” 类型， 还包括该 ACK 帧去往的接收实体的标识符， 但不包括发送实。
23、体的标识符或者任 意持续时间信息。 0035 本发明还涉及一种由接收实体从发送实体接收控制帧的方法， 该控制帧包括头部 字段， 其旨在传输与第一层相关的信息， 该方法包括使用第一调制技术对所述头部字段进 行解调的步骤， 以及在解调步骤之后， 从被解调的头部字段提取与第二层相关的信息的提 取步骤。 0036 通过该方式提取的信息可被发送到第二层， 例如 MAC 层， 以在其中作为与该层相 关的信息来处理。 0037 与现有技术相比， 该方法允许在接收到控制帧时仅使用单个解调类型， 而不是两 个。这允许降低接收实体中的解调操作的数量和复杂度。 0038 根据本发明的一个方面， 如果在接收实体的标识。
24、符和被提取的信息之间未检测到 对应性， 则被提取的信息不会被发送到第二层。 0039 有利地， 对接收实体所接收的但不去往该接收实体的控制帧的处理在第一层 ( 例 说 明 书 CN 104488207 A 6 4/9 页 7 如 PLCP 层 ) 停止， 而不涉及第二层， 例如 MAC 层。这带来了接收实体的时间和计算的节省。 0040 本发明还涉及一种由发送实体向接收实体发送数据帧的方法， 其包括在发送数据 帧的步骤之前的下列步骤 ： 0041 发送保留请求控制帧， 其旨在保留发送实体和接收实体之间的通信信道， 该保留 请求控制帧是根据刚才描述的控制帧的发送方法来发送的， 0042 接收保留。
25、确认控制帧， 其旨在向发送实体确认接收实体对通信信道的保留， 该保 留确认控制帧是根据刚才描述的控制帧的接收方法来接收的。 0043 对于每个被发送的数据帧， 在发送实体和接收实体之间交换至少两个控制帧。与 数据帧相比， 控制帧的份额很大， 特别是在数据帧较短的时候。 因此可以理解， 凭借本发明， 在由数据帧的传输产生的流量中的控制帧的量所用到的份额被降低， 因为与现有技术相比 控制帧的大小被降低了。 0044 本发明还涉及一种由接收实体从发送实体接收数据帧的方法， 特征在于， 它包括 下列步骤 ： 在接收数据帧的步骤之后的发送确收控制帧的步骤， 其旨在向发送实体确收数 据帧的接收， 该确收控。
26、制帧是根据刚才描述的控制帧的发送方法来发送的。 0045 对于每个接收到数据帧， 至少一个控制帧被发送。 相对于数据帧， 控制帧的份额很 大， 特别是在数据帧较短的时候。因此可以理解， 凭借本发明， 在由数据帧的接收产生的流 量中由控制帧的量所用到的份额被降低， 因为与现有技术相比控制帧的大小被降低了。 0046 根据本发明的一个方面， 数据帧的接收步骤之前是待命退出指示控制帧的发送步 骤， 其旨在向发送实体通知所述接收实体已经退出待命模式并且准备接收数据帧， 该待命 退出指示控制帧是根据刚才描述的控制帧的发送方法来发送的。 0047 例如， 对于 WiFi 来说， 该方面允许考虑 “PSPO。
27、LL” 类型的控制帧。 0048 本发明还涉及一种由发送实体向接收实体发送控制帧的设备， 该控制帧包括头部 字段， 其旨在传输与第一层相关的信息， 所述头部字段是使用第一调制技术来调制的， 该设 备包括用于将与第二层相关的信息插入到与第一层相关的头部字段的单元。 0049 本发明还涉及一种由接收实体从发送实体接收控制帧的设备， 该控制帧包括头部 字段， 其旨在传输与第一层相关的信息， 所述头部字段是使用第一调制技术来解调的， 该设 备包括用于从和第一层相关的头部字段提取与第二层相关的信息的单元。 0050 本发明还涉及一种由发送实体向接收实体发送数据帧的设备， 包括 ： 0051 如上所述的用。
28、于发送控制帧的设备， 其能够产生保留请求控制帧， 该保留请求控 制帧旨在为数据帧保留在发送实体和接收实体之间的通信信道， 0052 如上所述的用于接收控制帧的设备， 其能够处理保留确认控制帧， 该保留确认控 制帧旨在向发送实体确认该接收实体对通信信道的保留。 0053 本发明还涉及一种由接收实体从发送实体接收数据帧的设备， 特征在于， 它包 括 ： 0054 如上所述的用于发送控制帧的设备， 其能够产生确收控制帧， 该确收控制帧旨在 向发送实体确收所述接收实体对数据帧的接收。 0055 本发明还涉及一种控制信号， 其承载由发送实体发送并且去往接收实体的控制 帧， 该控制帧包括与第一层相关的字段。
29、， 该第一层是使用和第一层相关的调制技术来调制 的， 该字段包括与第二层相关的信息。 说 明 书 CN 104488207 A 7 5/9 页 8 0056 与现有技术相比， 根据本发明的信号占用较少的带宽， 因为与第二层相关的信息 未被插入到与第二层相关的字段， 而是插入到已有的与第一层相关的字段， 由于没有与第 二场相关的字段， 为此允许重新使用该已有字段。 0057 根据本发明的一个方面， 所述信号中包含的与第二层相关的信息包括来自包含下 列信息的组的至少一条信息 ： 0058 与控制帧类型相关的一条信息， 0059 与发送实体和接收实体之间的交互的持续时间相关的信息， 0060 发送实。
30、体的一个标识符， 0061 接收实体的一个标识符。 0062 于是， 该信号可以承载在发送实体和接收实体之间的数据帧的传输所需的控制帧 中的任一种， 尤其包括信道保留、 信道保留确认、 确收或者待命退出指示帧。 0063 本发明还涉及一种连接到通信网络的发送实体， 包括如上所述的用于发送数据帧 的至少一个设备。 0064 该发送实体例如是 WiFi 网络中的接入点或站点。接入点例如是家用或专业互联 网接入网关， 且站点例如是计算机、 平板计算机、 电话机或电视信号解码器。 0065 本发明还涉及一种连接到通信网络的接收实体， 包括如上所述的用于接收数据帧 的至少一个设备。 0066 该接收设备。
31、例如是 WiFi 网络中的接入点或站点。接入点例如是家用或专业互联 网接入网关， 且站点例如是计算机、 平板计算机、 电话机或电视信号解码器。 0067 本发明类似地涉及发送实体和接收实体， 包括如上所述的用于发送数据帧的设备 和如上所述的用于接收数据帧的设备二者。 0068 本发明还涉及一种通信系统， 特征在于， 它包括如上所述的至少一个发送实体和 如上所述的至少一个接收实体。 0069 该系统例如包括 WiFi 网络中的接入点和站点。 0070 本发明还涉及一种计算机程序， 其包含指令， 在如上所述的发送控制帧的方法被 处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 0071 本发明类似地涉。
32、及一种用于刚才描述的程序的记录介质， 它是计算机可读的， 能 够使用任意编程语言， 并且是源代码、 目标代码、 或者源代码和目标代码之间的作为部分编 译形式的中间代码的形式， 或者任意其他想要的形式。 0072 本发明还涉及一种计算机程序， 其包含指令， 在如上所述的接收控制帧的方法被 处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 0073 本发明类似地涉及一种用于刚才描述的程序的记录介质， 它是计算机可读的， 能 够使用任意编程语言， 并且是源代码、 目标代码、 或者源代码和目标代码之间的作为部分编 译形式的中间代码的形式， 或者任意其他想要的形式。 0074 本发明还涉及一种计算机程序， 。
33、其包含指令， 在如上所述的发送数据帧的方法被 处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 0075 本发明类似地涉及一种用于刚才描述的程序的记录介质， 它是计算机可读的， 能 够使用任意编程语言， 并且是源代码、 目标代码、 或者作为源代码和目标代码之间的部分编 译形式的中间代码的形式， 或者任意其他想要的形式。 说 明 书 CN 104488207 A 8 6/9 页 9 0076 本发明还涉及一种计算机程序， 其包含指令， 在如上所述的接收数据帧的方法被 处理器执行时， 该指令用于实现该方法的步骤。 0077 最后， 本发明类似地涉及一种用于刚才描述的程序的记录介质， 它是计算机可读 的。
34、， 能够使用任意编程语言， 并且是源代码、 目标代码、 或者源代码和目标代码之间的作为 部分编译形式的中间代码的形式， 或者任意其他想要的形式。 附图说明 0078 阅读通过简单说明和非限制的示例来提供的本发明的特定实施例的下列描述以 及附图， 本发明的其他优势和特征将变得清楚， 在附图中 ： 0079 - 图 1 示出了根据现有技术的数据帧的结构和各个控制帧的结构， 0080 - 图 2 示出了根据本发明实施例的数据帧的结构和各个控制帧的结构， 0081 - 图 3A 到 3D 详细示出了根据本发明的实施例的各个控制帧的结构， 0082 - 图 4 示出了根据本发明的实施例的用于发送控制帧的。
35、方法的步骤， 0083 - 图 5 示出了根据本发明的实施例的用于接收控制帧的方法的步骤， 0084 - 图 6 示出了根据本发明的另一实施例的用于接收控制帧的方法的步骤， 0085 - 图 7 示出了根据本发明的发送实体 EE1 的设计示例， 0086 - 图 8 示出了根据本发明的接收实体 ER1 的设计示例。 具体实施方式 0087 在描述的剩余部分， 将通过以WiFi来互相通信的实体， 即通过基于IEEE802.11的 传输信道， 来考虑本发明的实施例的情形。 本发明不限于该情形， 并且可被用于其他类型的 传输信道， 例如电力线通信 (IEEE 1901 标准 ) 或者无线光通信 (I。
36、EEE 802.15.7 标准 )。 0088 参考图 1 上面已经展示了根据现有技术的数据帧 DATA1 的结构和控制帧 RTS0、 CTS0 和 ACK0 的结构。 0089 图 2 示出了根据本发明的实施例的数据帧的结构和各个控制帧的结构。 0090 与现有技术相比并且已经参考图 1 所述， 作为例子示出的控制帧和数据帧之间的 序列保持不变。 0091 与现有技术不同， 控制帧 RTS1、 CTS1 和 ACK1 或者信道保留请求、 信道保留确认和 确收帧不包含 MAC 头部也不包含下列字段 ： FCS、 尾部和填充。根据本发明的控制帧包含相 对于现有技术保持不变的 STF 和 LTF 。
37、字段、 以及调整的 SIG 字段。如图 3A 到 3D 所示， 通过 将通常插入到 MAC 头部的与第二层 (MAC) 相关的信息插入 SIG 字段， 本发明提出了 SIG 字 段的未预料的用途。 0092 在发送控制帧之前， 使用专用于第一层的低速调制技术例如 BPSK 对被调整的 SIG 字段进行调制。 0093 于是， 在保持控制帧功能的同时， 它们不仅更短， 而且不再需要对其应用专用于 MAC 头部的高速调制， 例如 16QAM。 0094 图 3A 到 3D 详细示出了根据本发明的一个实施例的各个控制帧的结构。 0095 回想一下， STF 和 LTF 字段相对于现有技术保持不变。 。
38、0096 被调整的 SIG 字段可以包括多达四个字段 ： 说 明 书 CN 104488207 A 9 7/9 页 10 0097 PCLP 类型 ： 表示控制帧类型 ； 该字段一直存在， 0098 DUR ： 表示(多个)帧的交互持续时间 ； 该持续时间可以用微秒或者OFDM码元的 数量来表示， 每个 OFDM 码元具有 4 微秒的持续时间， 0099 Partial RA ： 用于接收实体的简化标识符， 能够作为简化的目的 MAC 地址， 例如 基于 802.11 标准的 Partial AID， 0100 Partial TA ： 用于发送实体的简化标识符， 能够作为简化的源 MAC 地。
39、址， 例如基 于 802.11 标准的 Partial AID。 0101 图3A示出了RTS类型的控制帧的组成， 即希望将数据帧发送到接收实体的实体所 发送的帧， 其旨在请求将两个实体之间的通信信道保留特定的持续时间。 RTS类型的控制帧 的 SIG 字段除了包括 PCLP 类型字段 ( 具有值 RTS) 以外， 还包括 DUR 字段、 Partial RA 字 段和 Partial TA 字段。 0102 图 3B 示出了 CTS 类型的控制帧的组成， 即之前已经接收到 RTS 类型的控制帧的实 体所发送的帧， 其旨在确认将通信信道保留特定的持续时间， 该持续时间被该实体校正， 以 考虑从。
40、控制帧 RTS 的接收开始已经过去的持续时间。CTS 类型的控制帧的 SIG” 字段除了包 括 PCLP 类型字段 ( 具有值 CTS) 以外， 还包括 DUR 字段和 Partial RA 字段。 0103 图3C示出了ACK类型的控制帧的组成， 即之前已经接收到数据帧的实体所发送的 帧， 其旨在向发送数据帧的实体确认所述数据帧的正确接收。ACK 类型的控制帧的 SIG” 字 段除了包括 PLCP 类型字段 ( 具有值 ACK) 以外， 还包括 Partial RA 字段。 0104 图 3D 示出了 PSPOLL 类型的控制帧的组成， 即正在退出待命模式的实体所发送的 帧， 该实体希望向另。
41、一实体表明它能够发送数据帧， 它处于允许接收数据帧的模式。 PSPOLL 类型的控制帧的SIG” ” 字段除了包括PLCP类型字段(具有值PSPOLL)以外， 还包括Partial RA 字段和 Partial TA 字段。 0105 图 4 示出了根据本发明的实施例的用于发送控制帧的方法的步骤。 0106 在参考图 2 的帧 RTS1 的示例的基础上展示该方法。 0107 在步骤 E1 中， 实体 EE1 在其 MAC 层上生成表征帧 RTS1 的参数， 即 ： 0108 作为本方法的对象的控制帧的类型 ： RTS， 0109 实体 EE1 和 ER2 之间的完整交换的持续时间， 考虑了传输。
42、信道的速度， 帧 RTS1、 CTS1、 数据帧的长度， 以及所使用的 SIFS 周期和调制 ； 该持续时间可以用微秒或者 OFDM 码 元的数量来表示， 0110 接收实体 (ER1) 的简化标识符 ： Partial RA， 0111 发送实体 (EE1) 的简化标识符 ： Partial TA。 0112 在步骤 E2 中， MAC 层生成的这些参数被传递到实体 EE1 的 PLCP 层。 0113 在步骤E3中， 实体EE1的PLCP层将来自MAC层的参数插入到控制帧的SIG 字段， 该控制帧除了包括 SIG 字段以外， 还包括 STF 字段和 LTF 字段。 0114 在步骤 E4 。
43、中， 实体 EE1 的 PLCP 层将 BPSK 类型的调制施加到 SIG 字段。帧 RTS1 现在准备好被发送。 0115 在步骤 E5 中， 实体 EE1 的 PLCP 层发送帧 RTS1。 0116 图 5 示出了根据本发明的实施例的用于接收控制帧的方法的步骤。 0117 在参考图 2 的帧 RTS1 的示例的基础上展示该发明。 说 明 书 CN 104488207 A 10 8/9 页 11 0118 在步骤 R1 中， 实体 ER1 的 PLCP 层接收帧 RTS1 并检测到它由 STF 字段、 LTF 字段 和 SIG 字段构成。 0119 在步骤 R2 中， 实体 ER1 的 P。
44、LCP 层对帧 RTS1 的 SIG 字段进行解调。 0120 在步骤 R3 中， 实体 ER1 的 PLCP 层从 SIG 字段提取下列 MAC 层参数 ： 0121 作为本发明的对象的控制帧的类型 ： RTS， 0122 实体 EE1 所保留的完整交换的持续时间， 0123 接收实体 (ER1) 的简化标识符 ： Partial RA， 0124 发送实体 (EE1) 的简化标识符 ： Partial TA。 0125 在步骤 R4 中， 将这些参数从实体 EE1 的 PLCP 层传递到 MAC 层。 0126 在步骤R5中， 在MAC层处理所述参数。 所述处理包括决定以帧CTS1进行响应。
45、。 该 决定之后是类似于上述 E1 到 E5 的步骤， 使得 ER1 将帧 CTS1 发送到 EE1。 0127 图 6 示出了根据本发明的另一实施例的用于接收控制帧的方法的步骤。 0128 在该有利的变体中， 在步骤 R3 之后的步骤 R3b 中， PLCP 层检查从 SIG 字段提取 的接收实体的简化标识符 Partial RA 是否实际对应于实体 ER1 的简化标识符。 0129 如果存在对应性， 之后的步骤继续步骤 R4。 0130 如果不存在对应性， 接收到的控制帧被忽略， 因为它不是去往实体 ER1 的， 且步骤 R4和R5不会被执行。 这允许最快地确定帧不是去往ER1的事实， 而。
46、不用将提取的参数发送 到 MAC 层从而后者能够得到相同的结论。于是， 实现了时间和计算的节省。 0131 本发明通过软件和 / 或硬件组件来实现。出于这种考虑， 在本文档中， 根据所考虑 的模块的描述， 术语 “模块” 和 “单元” 可以对应于软件组件和硬件组件二者或者对应于能 够实现功能或一组功能的一组硬件和 / 或软件组件。 0132 参考图 7， 现在将展示根据本发明的发送实体 EE1 的设计示例。 0133 在该示例中， 发送实体 EE1 至少包括 ： 0134 - 用于发送数据帧的设备 300， 0135 - 发送模块 370， 其能够发送控制帧 (RTS1) 或数据帧 (DATA。
47、1)， 0136 - 调制器 360， 其能够在发送帧的字段之前对其进行调制， 0137 - 解调器 350， 其能够在接收帧的字段之后对其进行解调， 0138 - 接收模块 340， 其能够接收控制帧 (CTS1， ACK1) 0139 用于发送数据帧的设备 300 至少包括 ： 0140 - 用于发送控制帧的设备 100， 其能够实现如上所述的用于发送控制帧的方法的 步骤， 0141 - 用于接收控制帧的设备 200， 其能够实现如上所述的用于接收控制帧的方法的 步骤。 0142 用于发送控制帧的设备 100 包括处理单元 130， 其配备有微处理器， 用于实现如上 所述的构成本发明的装置。
48、。特别地， 设备 100 包括用于将与第二层相关的信息插入到与第 一层相关的头部字段的单元 180。插入单元 180 受处理单元 130 的微处理器的控制。 0143 此外， 设备 100 包括用于存储计算机程序 110 的存储器 120， 该计算机程序实现用 于发送控制帧的方法的步骤。在初始化时， 计算机程序 110 的代码指令例如在被处理单元 130 的处理器执行之前被载入到 RAM 存储器。 说 明 书 CN 104488207 A 11 9/9 页 12 0144 用于发送控制帧的设备 100 至少能够与发送模块 370 和调制器 360 进行协作。 0145 通过示例， 在处理单元130的控制下， 插入单元180将参数PLCP类型、 DUR、 Partial RA 和 Partial TA 插入到控制帧 RTS 的 SIG 字段中。处理单元 130 然后指示调制器 360 对 SIG 字段进行调制， 然后发送模块 370 发送帧 RTS。 0146 用于接收控制帧的设备 200 包括处理单元 230， 其配备有微处理器， 用于实现如上 所述的构成本发明的装置。特别地， 设备 200 包括用于从与第一层相关的头部字段中提取 与第二层相关的信息的单。