通信设备、通信方法和通信系统.pdf

本发明涉及通信设备、通信方法和通信系统。在这里构造了一个物理帧，所述物理帧包含了一个介质访问控制超帧净荷，其中依次包含了多个介质访问控制帧。根据所构造的物理帧，在多个介质访问控制帧中设定虚拟载波侦听信息，由此载波侦听的结果与基于介质访问控制超帧净荷中的多个介质访问控制帧所进行虚拟载波侦听的结果相同。而设定了虚拟载波侦听信息的物理帧则被传送到一个指定通信设备。

1.  一种通信设备，包括：
物理帧构造装置，其被配置用于构造包含MAC报头和多个MAC帧的单个物理帧；以及
传送装置，其被配置用于将所述物理帧传送到目的地通信设备。

2.  根据权利要求1的设备，其中
每个MAC帧是固定长度的，并且MAC报头包括指示物理帧中所包含的MAC帧的数目的信息。

3.  根据权利要求1的设备，其中
每个MAC帧包括帧校验序列FCS，其被用于检测在每个MAC帧中发生的差错。

4.  根据权利要求1的设备，还包括：
接收装置，其被配置用于在目的地通信设备接收物理帧以及经过SIFS周期之后接收部分ACK帧，该部分ACK帧是作为确认接收到物理帧的响应而被传送的。

5.  根据权利要求4的设备，其中
该部分ACK帧能够被不能解码物理帧的其他通信设备解译。

6.  根据权利要求4的设备，还包括：
检验装置，其被配置用于根据由接收装置接收的部分ACK帧，检验多个MAC帧中的每一个是否已经被正确接收。

7.  根据权利要求4的设备，其中
将序列号分配给物理帧中包含的MAC帧，并且，其中部分ACK帧包括部分ACK位图，所述部分ACK位图包括与序列号的排列相对应的真假值，所述真假值的每一个指示MAC帧中的每一个是否已经被正确接收。

8.  一种通信设备，包括：
物理帧接收装置，其被配置用于接收包含MAC报头和多个MAC帧的单个物理帧；以及
传送装置，其被配置用于在所述物理帧被接收以及经过SIFS周期之后，不必确保传送权，传送块ACK帧作为确认接收到物理帧的响应。

9.  根据权利要求8的设备，其中
所述块ACK帧包含指示由接收装置接收的物理帧中包含的每个MAC帧是否已经被正确接收的接收状态。

10.  根据权利要求9的设备，其中
物理帧接收装置还接收基于接收状态而重传的物理帧，所述物理帧包括未被正确接收的MAC帧，以及
其中所述传送装置不必参考过去接收状态的历史，传送新的块ACK帧，所述新的块ACK帧包含仅指示在重传的物理帧中包含的MAC帧是否已经被正确接收的接收状态。

11.  根据权利要求9的设备，其中
物理帧接收装置还接收基于接收状态而重传的物理帧，所述物理帧包括未被正确接收的MAC帧，以及
其中所述传送装置传送包含更新的接收状态的新的块ACK帧，所述更新的接收状态是根据包含在重传的物理帧中的MAC帧是否已经被正确接收而进行更新。

12.  根据权利要求8的设备，还包括：
构造装置，其被配置用于构造部分ACK位图，所述部分ACK位图包括与序列号的排列相对应的真假值，其中所述序列号被分配给物理帧中包含的MAC帧，以及所述真假值的每一个指示MAC帧中的每一个是否已经被正确接收，以及
其中传送装置传送包含部分ACK位图的块ACK帧。

13.  根据权利要求12的设备，其中
所述物理帧接收装置还接收基于接收状态而重传的物理帧，所述物理帧包括未被正确接收的MAC帧，以及
其中所述构造装置不必参考过去接收状态的历史，仅基于真假值来构造部分ACK位图，其中所述真假值的每一个指示重传的物理帧中包含的MAC帧中的每一个是否已经被正确接收。

14.  根据权利要求12的设备，其中
所述物理帧接收装置还接收基于接收状态而重传的物理帧，所述物理帧包括未被正确接收的MAC帧，以及
其中所述构造装置构造新的部分ACK位图，所述新的部分ACK位图根据真假值进行更新，其中所述真假值的每一个指示重传的物理帧中包含的MAC帧中的每一个是否已经被正确接收。

15.  根据权利要求8的设备，还包括：
缓存器，其被配置用于临时存储接收的物理帧中包含的MAC帧中已经被正确接收的MAC帧，以便MAC帧可以按序列号的顺序而被读出，其中所述序列号被分配给物理帧中包含的MAC帧；
传递装置，其被配置用于从缓存器中读取序列号小于新近接收的物理帧中包含的第一个MAC帧的序列号的MAC帧，并且将所述MAC帧传递到上层处理；以及
删除装置，其被配置用于从所述缓存器中删除所传递的MAC帧。

通信设备、通信方法和通信系统
本分案申请是基于申请号为200510004131.8，申请日为2005年1月7日，发明名称为“通信设备、通信方法和通信系统”的中国专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请以2004年1月9日提交的日本专利申请2002-4847为基础，并且据此要求享有优先权，其中该申请的全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种根据物理层中包含的载波侦听信息以及MAC层中包含的载波侦听信息来执行介质访问控制的通信设备、通信方法和通信系统。
背景技术
介质访问控制(MAC)是确定多个通过共享相同介质进行通信的通信设备如何使用该介质来传送通信数据。在两个或更多通信设备同时使用相同介质传送通信数据的情况下，有可能出现接收通信设备无法分离通信数据的事件(冲突)。另一方面，即使存在具有传送请求的通信设备，也还是会出现任何通信设备均未使用介质的事件。为了将此类事件减至最少，使用了介质访问控制技术来对从通信设备到介质的访问进行控制。
然而，在通信设备传送数据的同时是很难对传送数据进行监视的，在无线通信中则更是如此。由此需要一种不会过分依赖于冲突检测的介质访问控制(MAC)。IEEE 802.11是一种典型的无线LAN技术标准，它使用的是CSMA/CA(具有避免冲突的载波侦听多路存取)。在IEEE 802.11的CSMA/CA中，在MAC帧的报头上设定一个持续时间，直到由跟随在该帧之后的一个或多个帧交换所组成的一系列序列终止为止。在这个持续时间中，不涉及这些序列并且不具有传输特权的通信设备将会确定介质的实际占用状态，由此等待进行传送。这样可以避免出现冲突。另一方面，具有传输特权的通信设备使用这些序列确认任何介质均未使用，由此可以预期一个实际占用物理介质的持续时间。而IEEE 802.11规定：通过根据MAC层的虚拟载波侦听与物理层的物理载波侦听之间的组合来确定介质状态来控制介质访问。
迄今为止，使用CAMA/CA的IEEE 802.11主要是通过改变物理层协议来提升到更高通信速度的。就2.4GHz的带宽而言，IEEE802.11(1997年，2Mbps)改为IEEE 802.11b(1999年，11Mbps)，而IEEE802.11b则改为IEEE 802.11g(2003年，54Mbps)。对5GHz的带宽而言，现在只提供了IEEE 802.11a(1999年，54Mbps)作为标准。目前还成立了IEEE 802.11TGn(任务组n)，以便为2.4GHz带宽和5GHz带宽中的更高处理速度规定一个标准。
如果在实现更高通信速度的过程中使用的是与现有标准中的频谱相一致的频谱，那么新提供的通信设备能与遵循现有标准的通信设备共存。其中较为优选的是保持向下兼容性。由比可以认为，较好的方式的是MAC层的协议遵循匹配现有标准的CSMA/CA。在这种情况下，有必要确保帧间时间间隔(IPS：帧间间隔)或退避(back-off)时间间隔这类与现有标准相关联的时间相关参数符合现有标准。
在这里，对物理层而言，即使成功实现了更高的数据速率，也还是存在着无法提高实际通信吞吐量的问题。换言之，在实现了更高物理层数据速率的情况下，PHY帧格式将不再有效。目前认为由这个问题所导致的开销限制了吞吐量的提高。在PHY帧中，依照CSMA/CA的时间相关参数与MAC帧是固定关联的。此外，每一个MAC帧都需要一个PHY帧报头。
目前存在一种通过减少开销来提高吞吐量的方法，其中包含了在IEEE 802.11e草案5.0(增强IEEE 802.11的QoS)这个最新草案中引入的块确认(Block ACK)。通过使用这种方法，可以在没有退避的情况下连续传送多个MAC帧。这样可以减少退避数量，但却无法减小物理层报头。此外，退避数量和物理层报头可以根据一个合乎较早草案IEEE 802.11e所引入的会聚而被减少和缩小。然而，由于常规物理层的限制，因而无法将包含MAC帧的物理层帧的长度设定成4K字节或是更大。这样会极大限制效率的提升。即使可以增大物理层的帧的长度，也还是存在着容错度下降的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种通信设备、通信方法和通信系统，所述设备、方法和系统能与现有设备共存，并且能够通过有效使用帧格式来消除因为传送多个帧而导致的开销，此外还可以提高实际通信吞吐量。
依照本发明一个方面的通信设备包括：物理帧构造设备，它被配置成构造一个物理帧，所述物理帧具有一个包含多个介质访问控制帧的介质访问超帧净荷；第一设定设备，它被配置成根据物理帧构造设备构造的物理帧而对所述多个介质访问控制帧中的虚拟载波侦听信息进行设定，由此会使载波侦听结果与另一个结果相吻合，即使另一个结果是通过基于介质访问控制超帧净荷中的多个介质访问控制帧的虚拟载波侦听而得到的；以及传送设备，它被配置成将一个物理帧传送到目的地通信设备，其中在所述物理帧中，第一设定设备已经设定了虚拟载波侦听信息。
附图说明
图1是描述依照本发明第一实施例的通信设备结构的框图；
图2是显示用在依照本发明的实施例的通信设备中的帧格式实例的视图；
图3是显示第一类型的PHY帧格式的实例的视图；
图4是显示第二类型的PHY帧格式的实例的视图；
图5是显示MAC帧格式的实例的视图；
图6是显示依照本发明一个实施例的通信系统实例的视图；
图7是显示在依照方法1定义持续时间字段值的情况下，各个通信设备的载波侦听状态的实例的视图；
图8是显示在依照方法2定义持续时间字段的情况下，各个通信设备的载波侦听状态的实例的视图；
图9是显示部分ACK帧的格式的实例的视图；
图10是描述依照本发明第二实施例的节能控制的视图；
图11是显示在依照本发明第三实施例的重传控制中使用的传输管理表的视图；
图12是显示在发送通信设备的重传控制中使用的主队列和辅助队列的视图；
图13是显示用于发送通信设备的重传控制的操作过程的流程图；
图14是显示在接收通信设备中使用的辅助队列的视图；
图15是显示接收通信设备的操作过程的流程图；
图16是显示在依照本发明第四实施例的通信设备中使用的帧格式的实例的视图；
图17是显示在依照第四实施例的通信设备中定义了持续时间字段值的情况下，各个通信设备的载波侦听状态的实例的视图；
图18是显示在依照本发明第五实施例的通信设备中使用的超帧报头格式的实例的视图；
图19是显示在依照本发明第六实施例的通信设备中使用的帧格式的实例的视图；以及
图20是显示在依照本发明第七实施例的通信设备中使用的帧格式的实例的视图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1是描述依照本发明第一实施例的通信设备结构的框图。这个通信设备100是作为一个通过无线链路而与另一个通信设备进行通信的设备提供的。它包含了分别与物理层、MAC层以及链路层相对应的处理单元101、102、103。这些处理单元是作为依照封装技术的模拟或数字电子电路实现的，但也可以将其作为一种由LSI中引入的CPU执行的固件来加以实现。天线104与物理层处理单元110相连(在下文中将会略去“处理单元”这个表述)。MAC层102包括一个依照本发明实施例的会聚(集成)处理部分105。在第一实施例中，这个会聚处理部分105包括至少一个载波侦听控制部分106。图中所示的重传控制部分107涉及的是本发明的第二实施例，节能控制部分108涉及的是本发明的第三实施例。在这些实施例中将会对这些部件进行详细描述。此外还形成了物理层101，以便能与两种类型的物理层协议兼容。为了进行各种协议处理，物理层101具有一个第一类型物理层协议处理部分109和一个第二类型物理层协议处理部分110。在封装中，通常会在第一类型物理层协议处理部分109与第二类型物理层协议处理部分110之间共享一个电路。因此，这些部分并不是始终独立存在的。
在本发明的实施例中，假设第一类型的物理层协议是作为一个依照IEEE 802.11a定义的协议提供的，第二类型的物理层协议是作为一个在发送端和接收端分别使用多个天线而结合了所谓的MIMO(多输入多输出)的协议提供的。即使保持彼此频率带宽相同，也还是可以期望提高实际与天线数目相对应的传送容量。因此，MIMO是一种能够用于实现更高吞吐量的技术。就链路层103而言，它具有依照IEEE802定义的常规链路层功能。此外，用于提高传输速率的技术不仅限于MIMO。例如，在这里也可以使用一种提高频率占用带宽的方法以及将此类提高方法与MIMO相结合。
图2是显示在依照本发明实施例的通信设备中使用的帧格式实例的视图。帧格式200示意性显示了依照物理层和MAC层的帧结构。特别地，在这里假设这个帧结构符合IEEE 802.11或其扩展版本。依照IEEE 802.11的帧大致分为三种，即控制帧、管理帧和数据帧。虽然假设本发明的实施例主要应用于数据帧，但这并不意味着忽略了涉及控制帧或管理帧的应用。如图2所示，帧格式200包括一个PHY报头201；一个MAC超帧报头202和一个MAC超帧净荷203；以及一个PHY尾部204。MAC超帧报头202和MAC超帧净荷203都与稍后描述的PHY净荷相对应。
PHY报头201由接收通信设备的物理层101进行处理。换言之，物理层101根据接收到的PHY报头201来执行帧报头检测、载波侦听、定时同步建立、放大器幅度控制(AGC：自动增益控制)；发射载波频率追踪(自动频率控制)；传输信道估计等等。此外，物理层101还对调制方案或编码速率以及跟随在PHY报头201之后的PHY净荷的传输速率和数据长度进行检测。
图3是显示第一类型的PHY帧格式的实例的视图。这个格式与依照IEEE 802.11a定义的格式是相同的。第一类型的PHY帧是在依照本发明实施例的通信设备与现有通信设备进行通信的时候使用的。这个PHY帧由物理层101的第一类型物理层协议处理部分109进行处理(在下文中将其称为是遵照IEEE 802.11a所进行的通信)。如图3所示，第一PHY帧就是第一类型的PLCP帧，它包括一个PLCP(物理层会聚协议)短前同步码301和一个PLCP长前同步码302；一个信号字段303；以及一个数据字段304。信号字段303与PLCP报头305相对应。如图中所示，这个信号字段包括一个传输速率字段306和一个数据长度字段307。当然，第一类型的PHY帧并不仅限于那些依照IEEE 802.11a定义的帧。
图4是显示第二类型的PHY格式的实例的视图。第二类型的PHY帧就是第二类型的PLCP帧，它包括一个用于第一物理层协议的第一报头部分401；以及一个用于第二物理层协议的第二报头部分402。第一报头部分401和第二报头部分402是根据时序分配的，其中每一个部分都与图2所示的PHY报头201相对应。此外，第二类型的PHY帧包括一个跟随在第二报头部分402之后的PHY净荷403；以及尾部和填充比特404。而PHY净荷403则对应于图2的MAC超帧报头202以及MAC超帧净荷203，并且还对应于物理层格式中的PSDU(PLCP服务数据单元)。此外，尾部和填充比特404与图2的PHY尾部204是对应的。
用于第一类型的物理层协议的第一报头部分401包括一个PLCP短前同步码405；一个PLCP长前同步码406；以及一个信号字段407。信号字段407与整个PLCP报头或其一部分相对应。这其中设定了一个有效值，以便在至少一个传输速率字段408和数据长度字段409中执行物理载波侦听。此类信号字段407具有相同的信息内容和调制方案，这些信息内容和调制方案与图3所示的第一类型PHY帧的PLCP报头305的信息内容和调制方案相对应。
用于第二类型物理层协议的第二报头部分402包括一个MIMOPLCP长前同步码410；一个MIMO信号字段411；以及一个MIMO服务字段412。图4所示的示范性格式只是出于说明目的，如果必要的话，也可以对其加以变化。举例来说，在图4中，MIMO PLCP长前同步码410和MIMO信号字段411可以交换其排列顺序。如图所示，MIMO信号字段411包含一个传输速率字段413和一个数据长度字段414，并且在物理载波侦听中涉及了这个信号字段。MIMO PLCP长前同步码410则是在能够解译第二类型物理层协议的MIMO接收通信设备获取解码处理所需要的传输信道信息的时候使用的。
对只能依照第一类型物理层协议操作的现有通信设备而言，通过将第二类型的PHY帧定义为图4所示格式，该设备可以解译至少一个第一信号字段407。由此可以根据信号字段407来正确执行物理层的载波侦听。这样一来，在此类现有通信设备与第一类型和第二类型的物理层协议之间可以对处于物理层的相同载波侦听信息进行共享。现有通信设备不能共享MAC层中包含的载波侦听信息。然而，由于具有稍后将要描述的部分ACK，因此这一事实不会导致出现问题。
当在物理介质上传送PHY净荷时，表示PHY净荷所导致的介质占用持续时间(下文中将其称为“物理占用持续时间”)的信息与信号强度一起都被用作了物理层中包含的载波侦听信息。在接收通信设备借助物理载波侦听确认PHY净荷的物理占用持续时间的时候，通信设备解译出物理介质在这个持续时间是被占用的(PHY忙)。此外，这个通信设备还解译出物理介质在信号强度超出预定阈值的持续时间里同样是被占用的。PHY净荷的物理占用持续时间可以通过计算获取，其中所述计算是以PHY净荷的传输速率(408或413)以及在接收通信设备中测得的数据长度(409或411)为基础的。特别地，通过将一个用八比特组长度表示的数据长度字段值与一个传输速率字段值相除，可以获取这个持续时间。这种处理同样适用于图3所示的第一类型的PHY帧。
如果第一类型物理层协议所允许的PHY净荷的最大数据长度(在IEEE 802.11a中是4096个八比特组)实际短于第二类型物理层协议所允许的PHY净荷的最大数据长度，那么可以通过有意错误设定传输速率字段408和数据长度字段409来共享物理层中包含的载波侦听信息，这样一来，PHY净荷的物理占用持续时间将会变得非常合适。
在这里将参考图2来进行描述。其中包含了多个MAC帧的一个MAC超帧与一个单独的PHY帧相对应。在该图所示的帧格式200中，MAC超帧报头202始终具有八个MAC帧的数据长度字段1～8。虽然在本实施例中，MAC超帧报头202是具有固定长度的，但是也可以通过添加那些表示MAC帧数目的信息而使MAC超帧报头202具有可变长度。
如图2所示，如果MAC超帧净荷203只包括四个MAC帧1～4，则用零值填充那些与同一净荷203中并不存在的MAC帧5～8相对应的MAC帧的数据长度字段5～8。此外举例来说，在稍后描述的重传控制中，如果需要重传MAC帧1和MAC帧3而不需要重传MAC帧2和MAC帧4，则可以对MAC帧数据长度加以规定，例如MAC帧数据长度1＞0，MAC帧数据长度2＝0，MAC帧数据长度3＞0，以及MAC帧数据长度4＝0。也就是说，将那些与不重传的MAC帧相对应的MAC帧数据长度设定成零。
HCS205表示的是一个报头校验序列。在这里可以将这个序列添加到MAC超帧报头202中，以便能够检测同一报头202的差错。如果接收通信设备借助NCS205检测到了MAC超帧报头202的差错，则将MAC超帧净荷203中包含的所有MAC帧解释成是受到了破坏。较为优选的是，为了防止接收通信设备中的缓存器溢出，可以动态限制MAC超帧净荷203中包含的MAC帧的数目。为此目的，在这里使用例如稍后描述的滑动窗口控制。
图5是显示MAC帧格式的实例的视图。对在图2的MAC超帧净荷203中包含的一个MAC帧而言，该帧包含一个MAC报头500；一个帧主体501；以及一个FCS(帧校验序列)502。MAC报头500包括一个帧控制字段503；一个持续时间字段504；地址字段505～507以及509；以及一个序列控制字段508。帧主体501具有一个可变长度，其范围是在0～2312个八比特组长度范围之中，并且它是作为与MPD(MAC协议数据单元)相对应的MAC帧净荷提供的。
对于根据第二类型的物理层协议(在本实施例中定义的是MIMO)的更高的物理层通信数据速率来说，在一个PHY帧中包含了多个MAC帧并且以此作为一个MAC超帧(一个集合体)，由此在本实施例中有效配置了一种格式。虽然PLCP报头、各种IFS(帧间间隔)、退避等等这些用于各个PHY帧的开销是相同的，但是在PHY帧中传送的数据是通过会聚递增的。由此可以极大地提高通信吞吐量。
介质访问控制是基于物理层载波侦听以及MAC层的载波侦听而进行的。现在将就依照第一实施例特征的健壮的MAC载波侦听来进行描述。
图6是显示根据本发明一个实施例的通信系统实例的视图。在这个通信系统中，假设通信设备1～4是经由无线链路进行通信的。该图中显示的通信设备1～3全都具有图1所示的特征。与此相反，通信设备4则仅仅包含了第一类型物理层协议处理部分109，而没有包含第二类型物理层协议处理部分110。因此，这个通信设备对应的是一个不执行MAC超帧传送的现有通信终端。下文中的描述是在做出了如下假设的情况下进行的，其中通信是在将通信设备1定义成发送端并且将通信设备2定义为接收端的时候进行的，此外还假设通信设备3和通信设备4并未涉及这个通信。
如参考图2和5所述，包含在MAC超帧(集合)净荷203中的每一个MAC帧都包括：一个MAC报头500；以及一个能对包括MAC报头500的整个MAC帧的差错进行检测的FCS 502。如下文所述，在构造将要传送的MAC超帧净荷203的时候，发送通信设备1在各个MAC帧中都设定了各个MAC报头500的持续时间字段504的值。也就是说，在正确接收到MAC超帧净荷203所包含的至少一个MAC帧的时候，接收到这个帧的通信设备2将会设定一个值，由此可以正确识别MAC层的载波侦听状态。特别地，举例来说，这其中遵循的是如下所述的方法1或方法2。
(方法1)：在持续时间字段504中设定一个持续时间值，所述持续时间值从包含MAC超帧203的PHY帧终止的时间点开始，并在对定义为MAC层中的连续序列的MAC帧进行了交换的时间点结束，或者作为选择，所述持续时间值也可以在终止了MAC层中执行的介质预留的时间点结束。根据方法1，在MAC超帧203包含的至少多个MAC帧的持续时间字段504中都设定了相同的值(参考图7)。
(方法2)在持续时间字段504中设定一个持续时间值，其中所述持续时间值是从包括持续时间字段的MAC帧终止的时间点开始，并在对定义为MAC层中的连续序列的MAC帧进行了交换的时间点结束，或者作为选择，持续时间值也可以是在完成了MAC层中执行的介质预留的时间点结束。根据方法2，在MAC超帧203中所包含的MAC帧的持续时间字段504中分别设定了不同的值(参考图8)。
此外，如下所示，接收机地址是在各个MAC帧的MAC报头500所包含的地址字段505～507以及508之中的一个字段中设定的(特别是与地址1～3以及地址4相对应)。换言之，在这里将会设定相应通信设备的MAC地址，以使所有那些具有如上所述在同一MAC超帧中规定的持续时间值的MAC帧都表示同一个接收机。
在本实施例中，对MAC地址与接收机地址相对应的通信设备2而言，该设备通常与在持续时间字段504中规定了持续时间的MAC帧的交换序列相关联，并且具有一种传输特权，其中该特权服从一种关于MAC帧的交换顺序的规则。与之相反，与接收机地址不相对应的通信设备3、4不与MAC帧交换序列相关联，并且在这个持续时间里没有传输特权。
对不涉及MAC帧交换序列的通信设备3而言，该设备将会对处于具有如上规定的持续时间值的任何接收到的MAC帧的MAC报头500中的持续时间字段504的值加以参考；解译出介质在与这个值相对应的持续时间中实际上(在逻辑上)是被占用的；并且在这个持续时间终止之前不执行帧传输。这种持续时间称为“虚拟介质占用持续时间”。这样一来，通信设备3将会设定一个禁止在虚拟介质占用持续时间进行传输的NAV(网络分配矢量)。这种基于MAC层的虚拟载波侦听的NAV设定是在不考虑基于物理层载波侦听的物理介质占用持续时间的情况下提供的。另一方面，与通信设备3相似，不涉及MAC帧交换序列的现有通信设备4将会进入一种长为EIFS(扩展IFS)持续时间的等待状态。稍后将会对现有通信设备4在这种情况下的操作进行详细描述。
在本发明的实施例中，由于将多个MAC帧集成在一个PHY帧中，因此MAC层的载波侦听是以非常健壮的方式执行的，由此可以恰当地设定虚拟介质占用持续时间。
图7显示的是在根据上述方法1定义了持续时间字段504的值的情况下、各个通信设备的载波侦听状态的实例。在这里将MAC帧1、MAC帧2、MAC帧3和MAC帧4的持续时间字段504的值全都设定成SIFS(短IFS)与部分ACK的传输时间的总和，并且在图9中显示了其中一个实例。
为使通信设备1能够计算部分ACK的传输时间，并使接收端可以唯一选择一种用于传送部分ACK的方法，有必要定义一个规则。假设部分ACK是由符合作为图3所示的第一类型物理协议的IEEE802.11a的PHY帧传送的，并且这个部分ACK是以符合IEEE 802.11a的最大强制传输速率来传送的。如稍后所述，非常重要的是，即便对只能解译第一类型物理协议的通信设备而言，该设备也是可以对这个部分ACK进行解码和解译的，由此确保了向下兼容性。
当接收通信设备2接收到一个发自发送通信设备的帧时，接收通信设备2首先识别出介质处于忙状态，也就是说，介质进入了一种受物理层载波侦听占用的状态。此外，通信设备3(能够解译第一和第二类型物理协议，其地址不同于MAC帧1～4中规定的接收机地址和发射机地址)和通信设备4(只能解译第一物理协议)还辨别出介质进入了受物理层载波侦听占用的状态。
接着，如果确定MAC帧1到MAC帧4中的任何帧都是借助于FCC而被校正的，那么由于目的地的地址与通信设备2的地址吻合，因此接收通信设备2确认不必设定NAV。根据一个关于MAC帧交换序列的规则，在完成了针对包含MAC超帧的第二类型的PHY帧的接收并在经过了时间SIFS之后，接收通信设备2将会传送部分ACK。
如果确定MAC帧1～4中的任何帧是借助FCS得以校正的，则通信设备3确认应该将NAV设定成一个与通信设备3的地址不同的接收机地址。并且通信设备3会在一个持续时间中设定NAV，这个持续时间与MAC帧1～4中的任何一个确定是通过FCS进行校正的帧所包含的持续时间字段504的值是对应的。
现有通信设备4不能辨别信号字段以及第二类型PHY帧的后续部分，该设备会将其视为第一类型PHY帧而预先对其进行处理。然后，这个通信设备将会计算一个FCS并且在帧末端检测差错。作为选择，由于该通信设备发觉出现了一个不能解译的PHY帧，因此它会在帧末端检测出一个差错。在这些情况下，通信设备4不能通过接收PHY帧来正确辨别所要设定的MAC层的虚拟载波侦听状态，并且由此将会进入一种差错恢复状态。换言之，这个通信设备将会在EIFS持续时间中进入一种等待状态，其中所述EIFS持续时间是最长的IFS。在这种等待状态中，通信设备4会在终止EIFS之前接收到源于接收通信设备2的部分ACK。如上所述，由于部分ACK是以符合作为第一类型物理层协议的IEEE 802.11a的强制速率传送的，因此现有通信设备4可以解译这个ACK。如果正确接收了部分ACK，则可以正确执行MAC层的载波侦听。这样则可以消除EIFS所引发的等待状态并且不会出现任何问题。依照本发明实施例的通信设备由此可以与现有(传统的)通信设备共存。
发送通信设备1、通信设备3以及现有通信设备4都接收由接收通信设备2传送的部分ACK。这个部分ACK中的持续时间字段504的值设定为零，同时，每一个通信设备也将NAV设定成零。跟随在部分ACK之后的MAC帧交换序列可以基于MAC序列而被定义。在这种情况下，部分ACK中的持续时间字段504的值是作为一个表示MAC序列的结束时间点的值而被获取的。
如果所有通信设备都具有将要传送的数据，则它们将会不断地进入DIFS(DCF IFS，即分布式协调功能IFS)所导致的等待状态。在这个DIFS持续时间中，如果物理层和MAC层的载波侦听指示一个空闲状态，则当前状态将会进入一个退避持续时间，并且还会开始进行递减计数。然后，在这些通信设备中存在这样一个通信设备，在这个通信设备中，由随机数初始化的计数器是最先达到0的，这个通信设备将会得到一个传输特权。
现在，在这里将对在接收第二类型PHY帧的过程中可能出现的差错进行描述。设想这样一种情况，其中由于通信设备2对第二类型PHY帧中包含的MAC帧进行解码，因此没有将任何一个MAC帧确定成是通过FCS正确解码的。如果没有将任何一个MAC帧判定成是通过FCS正确解码的，则通信设备2不能对基于第二类型PHY帧的接收而被设定的MAC层虚拟载波侦听状态做出正确的识别，由此当前状态将会进入一种差错恢复状态。也就是说，当前状态将会进入一种长为EIFS持续时间的等待状态，其中所述EIFS持续时间即为最长的IFS。如果非接收通信设备3进入长为EIFS持续时间的等待状态并且通信设备2正确接收了至少一个MPDU，那么通信设备3将会接收到从接收通信设备2传送的部分ACK。如果通信设备3正确接收到部分ACK，那么如稍后所述，MAC层的载波侦听将会得到正确地实行，这样一来，这时将会消除由于EIFS所引发的通信设备3的等待状态。
假设在上述接收过程中，在通信设备2和通信设备3上同时出现差错，那么接收通信设备2将会进入长为EIFS持续时间的等待状态，而不会发送部分ACK。在通信设备3那里，EIFS状态并不是由发自通信设备2的部分ACK复位的。在这种情况下，如果EIFS持续时间比NAV和DIFS所引发的持续时间更长，那么至少在这个持续时间中出现一种任何通信设备均无法进行通信的状态。这个事件降低了通信中所用物理介质的使用效率，由此应该尽力避免出现这种事件。
然而，依照本发明的实施例，由于在MAC超帧净荷203中包含了多个MAC帧，因此可以基于多个MAC帧中的任何一个帧来获取MAC层中包含的载波侦听信息。结果，在上述接收过程中是很少出现差错的。特别地，来自MAC超帧所包含的MAC帧的多个MAC帧都具有MAC层的载波侦听所需要的信息，即MAC层中包含的载波侦听信息，这其中至少包含了持续时间字段504和接收机地址。由于这些MAC帧中的每一个帧都具有一个FCS，因此可以对是否存在差错进行检测。即使在接收任何一个MAC帧的过程中出现差错，也可以正确接收到至少一个剩余MAC帧。由此则可以根据至少一个成功接收的MAC帧而以健壮的方式执行MAC层的载波侦听，并且在接收每个PHY帧的过程中相对提高了容差度。
图8显示的是在依照上述方法2而对持续时间字段504的值进行了定义的情况下，每一个通信设备的载波侦听状态的实例。在这里只对其与图7的差别进行简要描述。MAC帧1的持续时间字段504的值设定在MAC帧2、MAC帧3、MAC帧4、SIFS持续时间以及部分ACK帧传输时间的和值上。MAC帧2的持续时间字段504的值则设定在MAC帧3和MAC帧4的传输时间、SIFS持续时间以及部分ACK帧传输时间的和值上。MAC帧3和MAC帧4各自的持续时间字段504的值也是以相似的方法设定的。也就是说，与图7的情况所不同，持续时间字段504的值是根据每一个MAC帧而互不相同的，同时，NAV的设定也是互不相同的。
就通信设备3(其地址不同于接收机地址以及MAC帧1～4中每一个帧的传输源地址，并且该设备可以解译第一类型和第二类型的物理协议)所设定的NAV而言，在这里将包含持续时间字段504的MAC帧的结束时间点定义为起始点，并且还设定了NAV值。
从图8中可以明显看出，在方法2和方法1中，对介质占用时间即MAC超帧中的各个MPDU所设定的NAV而言，它们都是在同一时间终止的。
(第二实施例)
本发明的第二实施例涉及节能控制。图10是描述根据本发明第二实施例的节能控制的视图。根据本实施例，通信中的发送通信设备1和接收通信设备2都会受到控制，以免切换到节能状态，此外还对不涉及通信的通信设备进行控制，以便将其切换到节能状态。
通信设备3由FCS认识到第二类型PHY帧所包括的MAC超帧中包含的任何MAC帧是正确的时间点，通信设备3认识到没有必要在通信设备3自身所设定的NAV终止的持续时间中进行接收或发射，并且从这个时间点开始进行一个节能操作。然而在这种情况下，在PHY帧中必须对每一个MAC帧进行编码，以便在接收端按时序对各个MAC帧进行解码。
由于有必要在终止NAV之后的DIFS持续时间和退避持续时间进行载波侦听，因此节能状态是在NAV的结束时间点终止的。通过识别节能状态，可以通过停止多余的电路来实现节能。特别地，在何种定时停止哪个电路以及在何种定时重启哪个电路均取决于实施方式。
同样，就现有通信设备4而言，在根据第二类型PHY帧中的信号407识别了第二类型PHY帧的持续时间，并且认识到这个PHY帧是以一种通信设备4不能解码的方式传送的时间点，可以将这个即将终止的PHY帧的持续时间识别为节能状态。而在EIFS持续时间中则有必要进行载波侦听，此外并没有建立节能状态。
(第三实施例)
本发明的第三实施例涉及的是重传控制。从通信公平性或QoS(服务质量)的角度来看，较为优选的是对重传进行控制，以便对涉及同一终端的连续通信加以限制。图11是一个显示在依照本发明第三实施例的重传控制中使用的传输管理表。在这个传输管理表中表述的是一个滑动窗口。为了便于说明，这个传输管理表表述的是包括重传的传送和接收的全部历史记录。然而在实际实施通信设备的过程中，则没有必要保存这里描述的所有历史纪录。
设想这样一种情况，其中同一发射通信设备在传递另一个帧之前连续不断地向同一个接收通信设备传送MAC帧(MPDU)。为了避免偏向地将传送和接收特权分配给特定通信设备或是一对发送通信设备和接收通信设备，在这里根据传输管理表而对可以连续传送的MAC帧的数目进行限制。在发送通信设备与接收通信设备中的任何一方发生变化之前，这个限制将是一直有效的。
在图11所示的传输管理表中则是将能够连续传送的MAC帧的有限数目的最大值定义为16，并且将其称为全窗口W_all此外，在传输管理表中为意图连续传送的一系列MAC帧(MPDU)分配了一个序列号(Seq.No.)。全窗口W_all的起始点与SEQ1相对应，其结束点对应于SEQ16。针对全窗口W_all中包含的帧所进行的传输(或重传)是分隔的，并且这种传送是基于稍后描述的一系列传输序列(或重传序列)而被执行的。出于拥塞状态、分配给接收通信设备的优先级以及类似原因，全窗口W_all是可变的。如果增大全窗口W_all，虽然延迟和抖动将会增加，或者通信设备或类似设备之间的不公平性将会增加，但是总的吞吐量也是有可能提升的。因此，当发觉存在语音或移动图像的实时通信的时候，通过进行动态控制，可以缩小全窗口的尺寸。在此类控制中，总的吞吐量本身可以减小，由此可以结合使用动态控制以及诸如基于业务量类型的优先级控制之类的任何业务量控制。
此外，在依照用于各对发送和接收通信设备的任何协议或是能在整个系统中使用的公共值进行协商之后，可以对全窗口W_all以及每个时间点的窗口W_n(n＝1、2、3、...)的最大值进行设定。即使是在使用了系统公共值的情况下，也不必设定一个固定值。
发送通信设备的重传控制部分107参考传输管理表来构造MAC超帧。这时，重传控制部分107在考虑重传必要性的情况下选择将要包含在MAC超帧中的MAC帧。
虽然在单个MAC超帧中包含了多个MAC帧，但是可存储MAC帧的最大数目则是受限的。在本实施例中可以包含多达八个MAC帧。接收通信设备需要能够缓存上述最大数目的MAC帧。并且接收通信设备是以一种保持序列的形式将MAC帧传送到MAC层的更高层的。这样一来，在确定通过重传正确接收了一个序列号先于正确接收的MAC帧的序列号的MAC帧之前，或者在确定不再重传一个序列号先于正确接收的MAC帧的序列号的MAC帧(例如通过超时)之前，有必要将这个正确接收的MAC帧保存在一个缓存器中。这个缓存器具有用于保存从一个被正确接收并具有最低序列号的MAC帧到一个具有与最低序列号加7之和相对应的序列号的MAC帧的所有MAC帧的空间。
在图11中，这些序列号在每个时间点的范围分别由窗口W1～W5表示成了起始点和结束点。包含在MAC超帧中并由发送通信设备发射的MAC帧只限于需要传送的MAC帧以及在这个窗口范围中新近传送的MAC帧，这是因为这些MAC帧并未得到确认，它们需要在这个窗口范围中进行重传。在图11中，如果将“LenX”写入Tx1到Tx5中的每一个，则通过传送相应的MAC超帧来传送序列号为X的MAC帧。如果写入的是“0”，则不传送具有相应序列号的MAC帧。这些值与图2所示的MAC超帧报头202中的MAC帧的数据长度字段1～8相对应。如果将“o”输入RX1～RX5中的每一个，则表明已经正确接收了具有相应序列号的MAC帧。如果将“x”输入RX1～RX5中的每一个，则表明在到达这个时间点之前尚未正确地接收到具有相应序列号的MAC帧。这些“o”和“x”与真值和假值相对应，此外还与图9所示的部分ACK帧中的部分ACK位图值(部分ACK位图)91相对应。
在处于各个时间点的窗口W1～W5的开端，接收通信设备从未正确接收的MAC帧的序列号将被输入。在这个窗口的起始点，前进速度的下限是由重传计数确定的。在达到预定的重传计数之后，这些窗口必须增加到超出窗口大小(在本范例中为8)。如果没有满足这个条件，那么发送通信设备将会终止传输(重传)。简而言之，继续传送连续MAC帧的条件是在重传限制范围内在接收端接收到MAC帧。
在本实施例中，假设重传限制为3，那么在图11显示的实例中，虽然对序列号为15的MAC帧进行了从TX3到TX5的三次重传，但是仍旧确定重传失败。因此，在这个时间点将会取消一系列针对通信设备即重传目的地的重传序列。这种重传限制是非常有效的，其中举例来说，如果接收通信设备离开无线电通信覆盖范围，则可以根据如下状态来避免有损无益的传输，其中在所述状态中，接收通信设备所用传输信道的状态在相对较长的时段中将会变得更坏。
只有发送通信设备才会识别出重传序列已经在这个时间点终止。接收通信设备则将序列号1～14从缓存器传送到主机单元。然而，序列号15并未得到正确的接收，因此，序列号16将会留在缓存器中。在这种情况下，接收通信设备接收一个MAC超帧，其中所述MAC超帧始于一个MAC帧，而这个MAC帧的序列号要大于一方自身设备尚未确认的MAC帧的序列号。这样一来，接收通信设备识别出发送通信设备已经放弃重传一方自身设备尚未确认的MAC帧。然后，接收通信设备将那些序列号小于新的MAC超帧的第一个序列号的所有MAC帧全都传递给上层处理步骤，并且清空缓存器。在一个单独的MAC超帧中，序列号是连续分配给每一个MAC帧的。因此，即使破坏了第一MAC帧，但如果存在另外的一个或多个成功接收的MAC帧，那么接收通信设备还是可以识别出第一MAC帧的序列号。
如果在预定时段中没有从发送通信设备那里接收到新的MAC超帧，那么接收通信设备会将指定给发送通信设备的缓存器中保留的MAC帧传递给更高层的处理步骤。
现在将要描述的是在根据上述传输管理表来进行重传控制时的发送通信设备和接收通信设备各自的操作。其中在以下描述中将发送通信设备定义为STA0，并且将接收通信设备定义为STA1。
图12是显示在依照本实施例的发送通信设备的重传控制中使用的主队列121和辅助队列122的实例的视图。辅助队列122与参考图11所描述的缓存器相对应。
图13是显示依照本实施例的发送通信设备的重传控制操作过程的流程图实例。首先选择将要传送(重传)的MAC帧(步骤S1)。在这个步骤S1中，从使用多种通信设备的接收机地址(在本范例中是STA1～STA4)规定的MAC帧的主队列121开始，将要根据一系列序列而被传送(重传)到传送目的地的通信设备(在本范例中是STA1)的MAC帧是在如下范围中选择的，其中该范围并未超出此时的全窗口(W_all)和窗口范围(例如W1)。然后，在与窗口具有相同大小的辅助队列122中按照图12所示的传输事件发生的顺序来提取选定的MAC帧。由于首先将会传送(重传)如上提取的MAC帧，因此也可以将图12中的辅助队列122的状态称作图11的窗口W1。随后，在每次进行传送的时候，窗口的编号将会递增，如窗口W2、窗口W3、......。在主队列121中，即使是在只有少量MAC帧以一系列重传序列为目标并且由此不能满足一个窗口大小的情况下，也可以对辅助队列122进行配置。在这里将串行序列号SEQ1到SEQ8分配给在辅助队列122中提取的MAC帧。此外，在这里还保存了这些MAC帧的数据长度LEN1到LEM8。另外，在这里还降表示没有完成传输校验的“N”设定成每一个MAC帧的初始传输校验状态。
这时，当在辅助队列122中没有提取到将要重传的MAC帧时，没有必要继续进行针对至少这个通信设备(STA1)的重传，由此将会终止一连串的重传控制处理(步骤S2)。
接下来，即使是在具有未传递的MAC帧的情况下，也要消除超出重传限度的MAC帧，即用于重传到通信设备的一系列序列(步骤S3)。这时，辅助队列122中的未传递MAC帧将被丢弃(步骤S9)。在这里，如果还有一个未传递MAC帧仍处于主队列中，则根据接下来的一系列重传序列来重传这个MAC帧。定义为限度的重传数目并不局限于前述具体数目，并且在这里可以根据通信方或是通信介质的状态来对规定限度做出恰当的选择。
接下来将会按顺序从辅助队列122的开端开始提取MAC帧，以便构造MAC超帧报头和MAC超帧净荷(步骤S4)。然后则将这个MAC超帧传送到一个指定通信设备(在本范例中是STA1)(步骤S5)。这样一来，指定通信设备接收到这个MAC超帧并且传送一个关于这个MAC超帧的部分ACK。发送通信设备则接收这个来自指定通信设备的部分ACK(步骤S6)。
接下来，在步骤S7中，根据部分ACK帧中的部分ACK的位图91来检查是否传送了辅助队列122中的各个MAC帧，也就是在指定通信设备中是否接收到MAC帧的传输。根据检查结果，对辅助队列122中的传输检验状态进行更新。此时将会保存与辅助队列122中的位置相对应的位图91的比特和序列号，以使其校准相互对应，此外还对这些比特和序列号进行配置，以便能够很容易地识别它们彼此的一致性。在图1显示的实例中，只有SEQ3和SE(Q5的MAC帧仍旧设定为“N”，这表明没有对任何一个传输进行检验，换言之，这表明没有正确传送这些帧。而序列号不同于SEQ3和SEQ5的MAC帧则被设定为“Y”，这表明已经对传输进行了检验(RX1)。这样一来，对包含在部分ACK中的部分ACK的位图91而言，其中指示的各个MAC帧的传输检验信息都与辅助队列122的一个MAC帧的位置相关联，这个位置与所传送的MAC超帧净荷相对应，由此很容易确定传输检验信息。
在步骤S8中，将未传递帧的最低序列号(例如RX1中的SEQ3)确定为窗口起始点。这个起始点与相应于第二次重传的传输(TX2)中的窗口W2的起始点相对应。通过移动起始点，有可能丢失某个序列号(TX1中的SEQ3)之前的MAC帧，而不用在辅助队列122中执行从最低序列号(TX1中的SEQ1)开始的第一传输检验。与窗口W1相比较，在这里为两个窗口MAC帧提供了一个间隔。此外，通过掌握这个窗口的起始点和结束点的位置，很容易就可以确定在先前步骤S3中是否超出了重传限制。例如，在依照重传限制进行了重传之后，如果窗口起始点没有超出分配给窗口W1的最后一个MAC帧(也就是结束点)的SEQ8，则可以确定存在至少一个超出重传限制的未传递MAC帧。
当在步骤S8中新设定了窗口起始点的时候，当前步骤将会再次回复到步骤S1，在这个步骤中，两个具有相同接收机地址STA1的MAC帧将会从主队列121按顺序添加到辅助队列122的尾部，并且将会为它们分配新的序列号SEQ9、SEQ19。此时将保存所添加的这两个MAC帧的数据长度LEN9和LEN10，并且还将一个传输检验状态设定为“N”。如此则对辅助队列122进行更新。
换句话说，在步骤S1中，参考在步骤S8中更新的辅助队列122，传输检验状态设定为“N”的MAC帧依据的是所保存的数据长度LEN，并且将0设定给了那些传输检验状态设定为“Y”的MAC帧。然后，依照步骤S4，从辅助队列122的开端开始，根据辅助队列122的信息，有选择地按顺序取出MAC超帧报头以及传输检验状态设定为“N”的MAC帧。之后则构造一个MAC超帧净荷，并且完成接下来将要重传的MAC超帧。
这时，在步骤S5中执行第二次传输(TX2)，然后则重复上述操作(TX3或后续操作)。
与常规数据帧相比，信标具有更高的传输优先级，由此在如上所述的一系列MAC帧的传输中可能会出现中断。在这种情况下，当序列号出现不连续时，在这种不连续性出现之前将会终止一系列的过去的重传序列，由此可以开始另一系列的重传序列。
另一方面，图14是显示接收通信设备中使用的辅助队列的视图，图15则是显示接收通信设备中的操作过程的流程图。
在步骤S1中将会接收到一个MAC超帧。每一个MAC帧的数据长度是从一个MAC超帧报头中获取的，序列号则是从每一个MAC帧的MAC报头中获取的。即使MAC超帧中的任何MAC帧出现差错，序列号的值也还是按顺序指定的，这其中包括了长度为零的MPDU。因此，在这里可以根据已经成功接收的其他MAC帧的序列号来获取MAC超帧中的所有MAC帧的序列号。此外，这其中还保存了传输源地址(发射机地址)，也就是发送通信设备的MAC地址(在本范例中是STA0)。
在图11的实例中，除了序列号为SEQ3和SEQ5的MAC帧之外，其他所有的MAC帧都是正常接收的，因此，接收状态是原样保存的(步骤S2)。换句话说，将SEQ3和SEQ5的接收状态设定为“N”，而将其他MAC帧的接收状态设定为“Y”。
接下来则构造部分ACK的位图91，以便反映这种接收状态(步骤S3)，此外还将部分ACK传送到发送通信设备(步骤S4)。
如图14所示，通过构造一个与接收到的MAC超帧净荷中包含的MAC帧的排列相对应的部分ACK位图91，可以减少与ACK的生成相关联的处理费用。
然后则是从辅助队列131中取出那些具有从最低序列号(在本范例中是SEQ1)到紧接在第一接收状态“N”(在本范例中是SEQ3)之前的一个序列号的MAC帧，并且将这些帧全都传送给更高层的处理步骤(步骤S5)。
接下来则是确定是否成功接收了辅助队列131中的所有MAC帧(步骤S6)。在将辅助队列131中的所有MAC帧的接收状态设定为“Y”的时候，所有这些接收到的MAC帧都是从辅助队列131中取出的，并且辅助队列将会清空。由此将会释放并终止这个分配给STA0的辅助队列131(步骤S7)。另一方面，如果没有接收到辅助队列131中的任何MAC，则处理将会回复到步骤S1。而在第二次接收(RX2)中将会取出SEQ3～SEQ9，并且将其传递给更高层的处理步骤。随后则是相对于第三到第五MAC超帧的接收而重复执行步骤S1到S6。
即使没有接收到辅助队列131中的任何MAC帧，但如果在一个预定时段中一直持续着一种没有从发送通信设备STA0中接收到MAC超帧的状态，那么保留在辅助队列131中的所有MAC帧都会传递给更高层的处理步骤，例如链路层处理。此外，对来自发送通信设备STA0的MAC超帧而言，如果其中第一个MAC帧的序列号大于在接收状态“N”中等待重传的MAC帧的序列号，那么辅助队列131中的所有MAC帧都会传递给更高阶的处理步骤，并且将会为新的MAC超帧产生新的辅助队列。在这些情况下将会出现MAC帧的丢失。
在接收通信设备构造部分ACK位图的时候，在不参考过去接收状态的历史的情况下，只有先前MAC超帧中包含的MAC帧的接收状态是可以表示的。由于必须构造一个部分ACK并且必须在一个SIFS时间限度以内发送这个ACK，而在这个时间限度中对过去历史记录进行检索的需要往往会扩大电路规模以及复杂性，因此，这种处理这将会简化接收通信设备的实施方式。在这种情况下，当发送通信设备接收到部分ACK的时候，传输已被检查的MAC帧将从辅助队列中删除，或是将一个表明传输已被检查的标记分配给相应的MAC帧，由此可以保存传输状态的历史纪录。
此外，当接收通信设备返回部分ACK时，包含在物理层中的信息可以通过使用图9的PHY反馈信息(PHY反馈信息)字段92而以一种恰当概括的形式反馈给发送通信设备。发送通信设备可以根据部分ACK位图91表示的MAC帧单元中的传输状态以及PHY反馈信息92来切换用于物理层的传输方案(例如调制方案，编码速率或MIMO的独立流的数目)。举例来说，如果成功接收了所有的MAC帧，则可以检查物理层裕量是否很大。如果裕量很大，则可以将当前传输方案改成一种更高数据速率的传输方案。如果有若干个MAC帧出错，则可以判定通过降低调制方案等级或编码速率来节约余量，亦或是否减少MIMO独立流的数目。通过实行这个操作，可以在执行MAC帧的传送和接收的同时传送控制物理层中的通信所需要的信息。
(第四实施例)
本实施例描述的是一种允许包含数据帧之外的部分ACK帧，以此作为配置MAC超帧的MAC帧的情况。通过在MAC超帧中附带部分ACK，可以预期对吞吐量进行更进一步的改进。
图16显示的是在允许将部分ACK帧作为MAC超帧净荷203的第一MAC帧的情况下的一种帧结构。此外，图17显示的是这种情况下的载波侦听状态。现在在这里主要对其与前述实施例的差别进行说明。
图16的部分ACK帧只包括地址1，也就是只有接收通信设备的地址，并且不包括地址2～地址4。地址1和持续时间字段值是执行MAC层的虚拟载波侦听所需要的充分信息。
在本实施例中，在分配了使用通信介质的传输特权的时候，可以对一个序列进行配置，以便按顺序传送多个MAC超帧以及最后一个部分ACK，并且在一个SIFS间隔中对其进行接收(即没有用于分配或争用传输特权的新过程)。
图17显示的是根据本实施例来定义通信设备中的持续时间字段值的载波侦听状态的实例。图17显示的是这样一个实例，其中一系列通信处理是在交换了三个帧的时候终止的。此外还可以进一步继续一个序列。图17的最大TXOP(传输时机)表示的是许可一个序列的最长时间。TXOP是作为一个为所有通信设备所共有的值并且借助了例如信标而被通知给每一个通信设备的。作为选择，设想一个用于集中管理通信介质使用特权的通信设备(例如接入点)，该设备为特有通信设备动态分配一个具有特有的TXOP值的传输特权。
在对相应于SIFS与部分ACK帧传输时间之和的持续时间值进行设定、以使通信设备在传输过程中占用通信介质的时候，必须认为：响应中包含的部分ACK究竟是由第一类型PHY帧传送还是由第二类型PHY帧传送，这一点并不明显。通常，如果不存在任何那些将要由对方通信设备传送的数据帧，或者作为选择，如果在TXOP中没有包含数据帧，那么即使尝试包含数据帧，所述传输也仍旧是在第一类型PHY帧中执行的。在其他情况下，部分ACK是依照第二类型PHY帧传送的。由于第二类型的PHY帧的PHY报头长于第一类型的PHY帧的报头，因此使用第一PHY帧更为明显地减少了这个包括部分ACK的帧的传输时间；部分ACK本身的数据长度则更短，传送这个部分ACK所需要的时间间隔并不是全都取决于传输速率。在将更长的报头值设定为持续时间值时，没有必要占用通信介质，并且很有可能会出现没有在另一个通信处理中使用的浪费时间。因此，在这里是将更短的报头值设定成持续时间值。
在图17中，假设部分ACK是根据第一类型PHY帧传送的，这时所获取的值则设定成了MAC帧1和MAC帧2的持续时间值。实际上，在这里表示的是依照第二类型的帧来传送一个部分ACK(对应于MAC帧3)的情况。虽然将持续时间1表示成一个在结束部分ACK的传输之前终止的值，但是通信设备3和通信设备4各自都会在根据持续时间1所设定的NAV的持续时间中检测到PHY忙状态。在继续通信设备3的PHY忙状态的同时，通信设备3的NAV是由部分ACK(MAC帧3)和MAC帧4中包含的持续时间2的值更新的。因此，通信设备3的载波侦听状态不会导致出现关于通信虚拟介质占用持续时间的问题。同样，就通信设备4而言，在完成包含部分ACK的第二类型PHY帧的接收之后，这时将会重新开始EIFS持续时间。因此，通信设备4的载波侦听状态是不会出现问题的。相应地，假设部分ACK是在第一类型PHY帧中传送的，即使持续时间值是在做出这种假设的情况下计算的，也还是可以发现通信中的相应通信设备并未出现问题。因此，结合这种依照本实施例的结构，在一个通信设备与另一个通信设备共存的同时，可以有效地传送部分ACK。
如果没有正确接收MAC超帧中包含的部分ACK，那么也可以不重传这个部分ACK。在这种情况下，恢复的执行与丢失部分ACK但却并未会聚的情况相类似。也就是说，在发觉没有成功接收到部分ACK之后，这时将会重传一个MAC超帧，这个超帧与其前传送的包括部分ACK在内的MAC超帧是相同的。
(第五实施例)
本实施例涉及的是一种对在分割MSDU时产生的多个MPDU进行会聚(集成)的情况。
图18显示的是根据本实施例的MAC超帧报头的实例。除了各个MAC帧长度(MAC帧长度)之外，在这里还包含了各个MAC帧的分段编号。以下将对应用于分段数目的处理进行描述。
假定配置一个MSDU的MPDU不包含另一个MAC超帧。在这里对序列号进行分配，以此作为与MSDU有关的顺序值。也就是说，产自同一MSDU的MPDU将会具有相同的序列号。分段编号是一个表示MPDU在MSDU中的相对位置的值，并且通常将其指定成一个从0开始的连续值。最后，每一个MAC帧在用于MAC超帧的传送/重传处理顺序中的序列号、分段编号及其相对位置都是在传输时决定的。相应地，发送通信设备只要使用部分ACK的位图信息就可以规定一个相应的MAC帧，并且可以通过简单地扩展前述方案中来进行重传控制。
做为选择，即使是在MAC超帧报头中并未明确指示分段编号的情况下，指示MSDU的第一个和最后一个MPDU的(其中任何一个都可以隐性表示)，也还是能以相似方式实行依照本实施例的重传控制。
(第六实施例)
在依照本实施例的MAC超帧报头中，MAC超帧报头本身与MPDU具有相同的格式。由MAC层的处理，接收通信设备就可以实施常规MAC帧和MAC超帧的处理分支，而不用接收那些源自物理层的信息。
图19显示的是与MPDU具有相同格式的MAC超帧报头1900的实例。其中举例来说，在帧控制字段所包含的类型/子类型区域中全新定义并且分配了一个表示MAC超帧报头的值。接收通信设备的MAC层判定随后是否对MAC超帧进行处理，或者是否根据该值来对常规MAC帧进行处理。持续时间504的值是依照一种用于计算MAC超帧所包含的另一个MAC帧的值的方法来设定的。并且在这里对地址1(接收机地址)的字段505的值进行了设定，使之与MAC超帧中包含的另一个MAC帧的地址1相同。这样一来，在地址1的字段505中设定了一个用于指定接收通信设备的地址。
MAC超帧报头1900既未分段也没有重传，因此，序列控制字段508的值没有特殊意义。这样一来，由于省略了这个序列控制字段508，因此较为优选的是将MAC超帧的类型指定成控制帧。
在将类型定义为管理或数据的时候，有必要具有序列控制字段508。在这里需要对这个值进行处理，以便能够与本发明实施例的重传控制相一致。例如在现有通信中，假设意图重传的MAC帧的序列号选取了用于MAC超帧的重传控制顺序中的连续值。这样一来，如果为某个序列号设定了一个不连续值，那么将会临时终止一系列用于MAC超帧的重传控制，由此有必要使用另一个序列开始进行重传控制。因此有必要确保不会出现序列号不连续的现象，或即使序列号变得不连续，也还是有必要继续进行一系列重传控制。作为一个用于解决这个问题的实例，存在这样一种方法，当在重传过程中进行如本发明的另一个实施例所示的窗口控制时，发送通信设备有可能会在重传控制顺序中预先发现分配给意图重传的MAC帧的最大序列号。这样一来，通过将超出序列号最大值的某个值的序列号顺序分配给MAC超帧的MPDS，则可以解决这个问题。此外还需要将一个连续值分配给这个包含了意图重传的MAC帧的值。然而，在这里可以提供一种方法，用于在进行重传控制的时候，忽视意图重传的MAC帧的序列号，由此对重传加以控制，进而允许出现不连续。这种主要取决于MAC帧在MAC超帧序列中的相对位置而不全部依赖于MAC帧的序列号的重传控制方法则是这个方法的实例。
MAC超帧中包含的每一个MAC帧的长度是在与图19所示的净荷相对应的部分1901设定的。如本发明另一个实施例所述，用于应对分段的分段编号也可以包含在净荷1901中。
此外，FCS502与图2所示的HCS205相对应。同样，对本实施例而言，在这里可以用一种与常规MPDU相同的方式来对使用FCS502的情况进行处理。例如，在FCS502中设定了一个CRC值，这个值是相对于整个MAC超帧报头而被计算的。如果确认MAC超帧报头1900是由关联于MAC超帧报头1900的FCS502破坏的，则可以使用一种与借助HCS205检测差错的情况相同的方式来处理这种确认。检测到这个差错的接收通信设备将会丢弃整个MAC超帧。
(第七实施例)
在本实施例中，可以以与部分ACK相同和本发明的另一个实施例中显示的MAC帧相同方式处理的MAC超帧报头存储在相同的MAC超帧中。
图20显示的是依照本实施例的MAC超帧200的格式的实例。在这里，首先将部分ACK帧排列在MAC超帧净荷203的头部，然后按顺序对MAC超帧报头的MAC帧进行设定。MAC超帧报头2001中包含的必要信息与MAC帧的长度是对应的，其中所述MAC帧的长度是接收端识别MAC超帧净荷203中的相应MAC帧的边界所必需的。部分ACK的长度主要是以固定长度设定的。因此，即使将部分ACK置于开端，接收通信设备中的处理也不会出现任何问题。此外还很有可能将部分ACK的长度置于开端，这样一来，即使MAC超帧报头遭到破坏，也可以接收在先的ACK，而不会出现任何问题。当在不出现任何问题的情况下接收到部分ACK时，由于正确设定了MAC层的载波侦听状态，因此可以执行第二次必要的重传，而不必等待一个用于差错恢复的等待时间。由此可以消除用于差错恢复的等待时间，进而预料可以提高通信吞吐量。
与之相反，即使部分ACK与MAC超帧报头2001的位置关系在MAC超帧净荷203中是相反的，如果将MAC超帧报头2001设定为固定长度，那么就算是破坏了其前的MAC超帧报头2001，也还是可以正确接收到后续的现有部分ACK。如果同样基于部分ACK来进行载波侦听和重传控制，则可以实现相似的有利效果。
本领域技术人员很容易就可以想到附加的优点和修改。因此，本发明的更为概括的范围并不局限于这里显示和描述的特定细节以及典型实施例。相应地，在不脱离附加权利要求及其等价物所限定的常规发明构思的实质或范围的情况下，各种修改都是可行的。