一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法，包括：获得多个物理帧帧体，该物理帧帧体包含数据属性体，每个物理帧帧体对应不同的接收站点；基于数据属性体将多个物理帧帧体进行前后粘接形成物理层超帧帧体；在超帧帧体前增加超帧帧头获得物理层超帧；在OFDM无线局域网系统中传输该物理层超帧；与物理层超帧中某个预定位置的物理帧帧体所对应的接收站点拥有应答权限；该接收站点利用所述应答权限对从上一次应答结束之后到本次应答实施之前来自当前发射站点的所有数据帧进行应答。本发明专利技术还公开了一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的系统。根据本发明专利技术可以解决现行OFDM无线局域网存在的高数据速率时MAC层数据呑吐受限的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法及系统
本专利技术属于无线通
，特别涉及一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法及系统。
技术介绍
随着社会生活越来越广泛的对于信息的需求，网络已经越来越成为人们日常生活不可缺少的一部分。无线局域网因其接入灵活、不需要布线等优点，具有广阔的发展前景。IEEE802.11工作组针对无线局域网的应用需求提出了其无线局域网的解决方案，这就是802.11无线局域网标准。到目前为止，802.11无线局域网物理层的标准主要有四个，即802.11，802.11b，802.11g和802.11a，媒体接入(MAC)层的标准主要有802.11和802.11e。在物理层标准方面，802.11定义了跳频扩频、直接序列扩频和红外三种工作方式；802.11b对802.11的直接序列扩频工作方式进行扩展，使其物理层最高数据速率达到11Mbps(前者只能达到2Mbps)；802.11g则对802.11b作进一步的扩展，在兼容802.11b的基础上，加入了OFDM工作方式，物理层最高数据速率可达54Mbps，802.11g和802.11b均工作在2.4G频段；802.11a标准工作在5G频段，采用OFDM工作方式，物理层最高数据速率为54Mbps；802.11g的OFDM工作方式与802.11a采用了完全相同的实现方式，差别只在于工作频段不同。在MAC层标准方面，802.11定义了802.11网络中工作站点占用信道的方式，即通过随机竞争占用信道(DCF)和AP通过中央控制占用信道(PCF)两种方式，802.11e主要是针对802.11网络的用户质量问题而提出的解决方案，提出了HCF工作方式来实现局域网通信中的用户质量。802.11-OFDM(含802.11a和802.11g的OFDM方式)系统的物理帧由Preamble、SIGNAL符号和数据三部分组成(见图1)，其中，Preamble用于帧同步、载波同步、定时同步和信道估计等；SIGNAL是一个OFDM符号，其内包含了数据部分所采用的调制方式、纠错码码率和MAC帧帧长等的信息；数据部分承载了所要传送的MAC帧。应该看到，现行802.11-OFDM的物理层帧结构主要是针对中、低阶的信号调制方式设计的，当系统为达到高数据速率而采用高阶调制时，会产生以下问题：在802.11系统中，为实现MAC层的接入，必须付出一定的接入开销，这包括：ACK包、RTS包、CTS包、数据包间的时间间隙、MAC层由于信道竞用而产生的数据包碰撞、DCF工作方式下发送数据包前的退避等。802.11系统在一定的MAC层工作方式下每发送一个数据包，其MAC层开销占用的时间在平均意义上是确定的。当802.11系统对其传输数据的物理帧采用高阶调制时，其传输数据符号的时间将变短，而MAC层开销所占的时间保持不变，因而MAC层的数据吐呑不能随着物理层数据速率的提高而得到等幅的提高，从而造成MAC层数据呑吐的受限。由于802.11/802.11e协议为MAC帧规定了最大帧长，因此802.11系统不能通过简单地加大MAC帧帧长的办法来解决上述问题。下面通过一个实际例子来描述MAC层数据呑吐受限的问题。考虑802.11系统的MAC层通过DATA包发送网络层的数据，每个DATA包均发送2000个字节的网络层数据(802.11和802.11e规定的最大数据长度分别为2312字节和2324字节)，若在MAC层仅仅考虑ACK应答、数据包之间的时间间隙这两项开销，则802.11-OFDM系统在物理层达到54Mbps(采用64QAM调制、3/4码率)的有效数据速率时，其MAC层只能实现39.8Mbps的数据呑吐。由此可见，当物理层采用高阶调制、高码率时，现行的802.11-OFDM系统的物理层帧结构将严重地限制其MAC层可以达到的数据呑吐量。
技术实现思路
本专利技术提出了一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法及系统，通过构造物理层超帧及对其的应答来实现，以克服现行OFDM无线局域网存在的当物理层达到高数据速率时MAC层数据呑吐受限的问题。本专利技术实施例中提供的一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法，包括：获得多个物理帧帧体，该物理帧帧体包含数据属性体，每个物理帧帧体对应不同的接收站点；在数据属性体中设置特定的标志位以指示本物理帧帧体是否存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示不存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体不是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示存在下一个物理帧帧体，并且该数据属性体还包含指示下一个物理帧帧体起始位置的信息；基于所述数据属性体将所述多个物理帧帧体进行前后粘接形成物理层超帧帧体；除最后一个数据属性体外，每一个数据属性体指示下一个物理帧帧体的位置；在所述物理层超帧帧体前增加超帧帧头获得物理层超帧；所述超帧帧头为OFDM无线局域网的物理帧帧头，用于同步；在OFDM无线局域网系统中传输所述物理层超帧；与所述物理层超帧中某个预定位置的物理帧帧体所对应的接收站点拥有应答权限；该接收站点利用所述应答权限对从上一次应答结束之后到本次应答实施之前来自当前发射站点的所有数据帧进行应答。本专利技术实施例中提供的一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的系统，包括：发射站点，获得多个物理帧帧体，该物理帧帧体包含数据属性体，所述多个物理帧帧体对应不同的接收站点；在数据属性体中设置特定的标志位以指示本物理帧帧体是否存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示不存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体不是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示存在下一个物理帧帧体，并且该数据属性体还包含指示下一个物理帧帧体起始位置的信息；基于所述数据属性体将所述多个物理帧帧体进行前后粘接形成物理层超帧帧体；除最后一个数据属性体外，每一个数据属性体指示下一个物理帧帧体的位置；在所述超帧帧体前增加超帧帧头获得物理层超帧，所述超帧帧头为OFDM无线局域网的物理帧帧头，用于同步；在OFDM无线局域网系统中传输该物理层超帧；和，接收站点，接收物理层超帧，利用应答权限对从上一次应答结束之后到本次应答实施之前来自当前发射站点的所有数据帧进行应答；其中，与所述物理层超帧中某个预定位置的物理帧帧体所对应的接收站点拥有应答权限。本专利技术提供的一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法及系统，通过构造物理层超帧及对其的应答来实现，解决了现行无线局域网系统在物理层采用高阶调制、高码率时MAC层数据呑吐受限的问题。附图说明图1802.11-OFDM系统物理帧的帧结构；图2OFDM无线局域网系统物理帧的帧结构(物理帧帧体仅包含数据体部分)；图3OFDM无线局域网系统物理帧的帧结构(物理帧帧体包含数据属性体和数据体两部分)；图4由一组具有图3结构的物理帧构造一个物理层超帧的实现方法；图5由一组具有图2结构的物理帧构造一个物理层超帧的实现方法；图6由一组MAC帧构造一个物理层超帧的实现方法；图7802.11-OFDM系统中由一组MAC帧构造一个物理层超帧的实现方法；图8802.11-OFDM标准中SIGNAL符号的结构；图9本专利技术设计的SIGNAL符号的结构；图10802.11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法，其特征在于，包括： 获得多个物理帧帧体，该物理帧帧体包含数据属性体，每个物理帧帧体对应不同的接收站点； 基于所述数据属性体将所述多个物理帧帧体进行前后粘接形成物理层超帧帧体； 在所述物理层超帧帧体前增加超帧帧头获得物理层超帧； 在OFDM无线局域网系统中传输所述物理层超帧； 与所述物理层超帧中某个预定位置的物理帧帧体所对应的接收站点拥有应答权限； 该接收站点利用所述应答权限对从上一次应答结束之后到本次应答实施之前来自当前发射站点的所有数据帧进行应答。

【技术特征摘要】
1.一种用于OFDM无线局域网中实现数据传输的方法，其特征在于，包括：获得多个物理帧帧体，该物理帧帧体包含数据属性体，每个物理帧帧体对应不同的接收站点；在数据属性体中设置特定的标志位以指示本物理帧帧体是否存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示不存在下一个物理帧帧体；若该物理帧帧体不是最后一个物理帧帧体，设置标志位指示存在下一个物理帧帧体，并且该数据属性体还包含指示下一个物理帧帧体起始位置的信息；基于所述数据属性体将所述多个物理帧帧体进行前后粘接形成物理层超帧帧体；除最后一个数据属性体外，每一个数据属性体指示下一个物理帧帧体的位置；在所述物理层超帧帧体前增加超帧帧头获得物理层超帧；所述超帧帧头为OFDM无线局域网的物理帧帧头，用于同步；在OFDM无线局域网系统中传输所述物理层超帧；与所述物理层超帧中某个预定位置的物理帧帧体所对应的接收站点拥有应答权限；该接收站点利用所述应答权限对从上一次应答结束之后到本次应答实施之前来自当前发射站点的所有数据帧进行应答。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OFDM无线局域网是802.11a/802.11gOFDM网络；所述物理帧的帧头是802.11a/802.11gOFDM物理帧的Preamble部分，所述数据属性体是该种物理帧的SIGNAL符号；通过SIGNAL符号中设置NextFrame标志位标示当前物理帧帧体是否存在下一个物理帧帧体；通过SIGNAL符号中的LENGTH域标示后续物理帧帧体的位置信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理帧帧体通过下述方法获得：将物理帧去掉帧头，获得物理帧帧体；或对多个MAC帧分别进行编码、调制，获得多个数据体，在每个数据体前增加数据属性体形成物理帧帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘谦雷，鲍东山，
申请(专利权)人：北京新岸线移动多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11